Сетевые технологии

Одноранговой называется локальная компьютерная сеть в которой все компьютеры

1. Информация на сайте 2HPC.RU носит ознакомительный характер. Все действия описанные в статьях вы совершаете на свой страх и риск! При копировании материалов, прямая индексируемая ссылка на 2HPC.RU — обязательна!

2. Любые предложения представленные на сайте, с указанием цены на тот или иной товар (услугу), носят информативный характер и не являются публичной офертой!

3. Сайт использует файлы cookie. Продолжая работу с сайтом, вы соглашаетесь с этим. Политика конфиденциальности.

Сетевые технологии

Ethernet — самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале («прослушивают» его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей.

Технология Клиент-сервер. Характер взаимодействия компьютеров в локальной сети принято связывать с их функциональным назначением. Как и в случае прямого соединения, в рамках локальных сетей используется понятие клиент и сервер. Технология клиент-сервер — это особый способ взаимодействия компьютеров в локальной сети, при котором один из компьютеров (сервер) предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (клиенту). В соответствии с этим различают одноранговые сети и серверные сети.

При одноранговой архитектуре в сети отсутствуют выделенные серверы, каждая рабочая станция может выполнять функции клиента и сервера. В этом случае рабочая станция выделяет часть своих ресурсов в общее пользование всем рабочим станциям сети. Как правило, одноранговые сети создаются на базе одинаковых по мощности компьютеров.

Наличие распределенных данных и возможность изменения своих серверных ресурсов каждой рабочей станцией усложняет защиту информации от несанкционированного доступа, что является одним из недостатков одноранговых сетей. Другим недостатком одноранговых сетей является их более низкая производительность. Это объясняется тем, что сетевые ресурсы сосредоточены на рабочих станциях, которым приходится одновременно выполнять функции клиентов и серверов.

В серверных сетях осуществляется четкое разделение функций между компьютерами: одни их них постоянно являются клиентами, а другие — серверами. Учитывая многообразие услуг, предоставляемых компьютерными сетями, существует несколько типов серверов, а именно: сетевой сервер, файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер и др.

Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью.

Локальные компьютерные сети

Как можно обменяться информацией двум друзьям, которые автономно работают на своих удаленных друг от друга персональных компьютерах? Очень просто! Записать информацию на внешний переносимый носитель (дискету, CD-диск, DVD-диск, флэш-память) и принести другу, который перепишет ее на свой компьютер.

Но такой обмен информацией с помощью копирования ее на переносимые носители недостаточно эффективен по скорости. Для более быстрой передачи информации с одного компьютера на другой их можно соединить кабелем, например через порты COM, USB . В этом случае необходимость во внешних переносимых носителях отпадет. Правда, кабель не должен быть очень длинным, иначе сигнал по нему не дойдет до другого компьютера.

Еще более привлекательна идея совместного использования ресурсов компьютера или совместной обработки информации, которая находится только на одном компьютере. В конце 50-х годов прошлого века идея использования ресурсов одной вычислительной машины сразу многими пользователями технически была реализована с помощью подключения к ней нескольких терминалов . При этом каждый пользователь получал доступ к общим файлам и периферийным устройствам.

Определение. Локальная компьютерная сеть – это объединение нескольких компьютеров с целью совместного использования ресурсов компьютеров сети и периферийных устройств, расположенных на небольшой территории (учебный компьютерный класс, образовательное учреждение с компьютерами в различных предметных кабинетах, библиотека, офис). Для обозначения локальной сети часто используют следующую аббревиатурs: LAN (Local Area Network) или ЛВС (локальная вычислительная сеть).

5.1.2. Передача информации

Передача информации — физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве. Процесс передачи информации включает в себя: источник, который передает информацию; канал передачи; приемник, который получает информацию.

Источниками сообщения могут быть: компьютер, сканер, фотокамера. В качестве приемника или получателя может быть компьютер, принтер, дисплей.

Важной характеристикой канала связи является скорость передачи информации или пропускная способность канала . Эта величина определяется как количество информации в битах в секунду (бит/с) и в производных единицах: Кбит/с, Мбит/с, Гбит/с. В единицах скорости передачи данных приставки К, М, Г обозначают умножение соответственно на 2 10 , 2 20 , 2 30 :
1 Кбит/с = 1024 бит/с,
1 Мбит/с = 1024 Кбит/с,
1 Гбит/с = 1024 Мбит/с.

5.1.3. Аппаратное обеспечение сети

Для того чтобы компьютер можно было подсоединить к локальной сети, потребуются сетевая плата ( сетевой адаптер ) и сетевой кабель, присоединенный к ней.

Для сетевых адаптеров существуют специально разработанные стандарты , т.е. требования, которым должен удовлетворять данный сетевой адаптер. К этим требованиям относятся:

1. скорость передачи данных (пропускная способность);
2. поддерживаемый диаметр сети (максимальное расстояние между компьютерами, на которое адаптер может передать сигнал);
3. тип проводного соединения (тип подключаемого кабеля);
4. формат кодирования передаваемой информации (формат пакета);
5. поддерживаемый протокол управления передачей данных.

Сегодня наиболее популярными являются сети стандарта Ethernet . Такие сети имеют различные пользовательские характеристики, например пропускную способность от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с, и позволяют объединять компьютеры с различными аппаратными и программными платформами (IBM, Mаcintosh, Unix).

Соединение компьютеров (их сетевых плат) в локальную сеть осуществляется с помощью различных типов кабелей. Рассмотрим некоторые из них.

Коаксиальный кабель (Coaxial) – один из первых проводников, использовавшихся для создания сетей, состоит из центрального проводника, слоя изолятора в медной или алюминиевой оплетке и внешней изоляции. Скорость передачи данных составляет 10 Мбит/с.

Витая пара (Twisted Pair) представляет собой два изолированных медных проводника, скрученных один относительно другого. Такое скручивание проводов снижает влияние помех на сигналы, передаваемые по этому кабелю. Соединение «витая пара» представляет собой несколько витых пар (2 или 4) проводов покрытых пластиковой оболочкой. Скорость передачи данных от 10 Мбит/с до 1000 Мбит/с.

Оптоволоконный кабель (Optic Fiber) передает свет по стеклянному волокну. Такой тип соединения имеет очень высокую скорость передачи, протяженность канала составляет сотни и тысячи километров, и он абсолютно не подвержен электромагнитным помехам. Скорость передачи данных от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с.

5.1.4. Топология сети

Компьютеры в локальную сеть могут быть соединены разными способами. Способ соединения компьютеров в ЛВС называется топологией сети . Выбор топологии сети зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий. Различают несколько типов топологий локальной сети:

1. общая шина;
2. кольцо;
3. звезда (радиальная);
4. дерево (древовидная, иерархическая).

Общая шина (линейная топология)
При линейной топологии компьютеры и периферийные устройства последовательно соединяются кабелем между собой. Недостатком шинной топологии является ее низкая надежность, так как при выходе из строя одного любого участка сетевого кабеля вся локальная сеть перестает работать.

Кольцо
При кольцевой топологии компьютеры связаны друг с другом по кругу, и сообщения передаются по кольцу в одном направлении одно за другим. Поскольку каждый компьютер участвует в пересылке информации, то при отказе хотя бы одного из них локальная сеть перестает работать.

Звезда (радиальная топология)
При топологии «звезда» каждый компьютер соединяется отдельным кабелем с центральным узлом (сервером). Такое соединение надежно, т.к. сеть остается работоспособной при разрыве сетевого кабеля на отдельной рабочей станции.

Дерево (древовидная, иерархическая топология)
В древовидной топологии выделяется компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, т.е. образуется иерархическая структура соединения компьютеров. Такой способ соединения может представлять сложную древовидную структуру в виде различных комбинаций топологий.

5.1.5. Организация передачи данных в сети

По способу доступа к информации в сети различают два типа локальных сетей: одноранговые сети и сети с выделенным сервером .

Одноранговая локальная сеть
В таких сетях все компьютеры, называемые рабочими станциями , равноправны, и сами пользователи решают, какие ресурсы своего компьютера (файлы, папки, диски) сделать общедоступными. Обычно эта сеть объединяет небольшое количество компьютеров, до 10–12.

Сеть на основе сервера
При объединении более 10 компьютеров для увеличения производительности в сети выделяется мощный компьютер, называемый сервером (server — обслуживающий). Сервер хранит на своем жестком диске файлы (данные и программы), которые могут использовать другие пользователи сети. Кроме того, всем пользователям сети может быть доступно периферийное оборудование, подключенное к серверу (принтер, сканер, факс, модем и др.). К достоинствам этого типа сети относят высокое быстродействие и надежную систему защиты информации.

В сети с выделенным сервером обработка данных выполняется по технологии « клиент-сервер ». Сервер владеет и распоряжается информационными и аппаратными ресурсами сети (процессор, файлы, базы данных и др.). Клиент – менее мощный компьютер – имеет возможность доступа к этим ресурсам только через сервер.

Для того чтобы передача информации от одной рабочей станции к другой не занимала бы сеть надолго, сообщения по сети передаются небольшими порциями (пакетами или кадрами) с помощью программы, поддерживающей определенный сетевой протокол .

Часто для надежности работы сети в нее включают дополнительное устройство — хаб . Хаб (Hub) — концентратор — сетевое коммуникационное устройство. Хаб имеет несколько портов (разъемов), к которым подключаются сетевые кабели рабочих станций и сервера. Это устройство не требует специального программного обеспечения; оно просто усиливает сигнал при передаче пакета от одного элемента сети ко всем остальным.

Приведенная на рисунке сеть имеет топологию звезды: все компьютеры подключены к серверу через хаб.

Для повышения производительности и безопасности работы компьютерной сети с большим количеством рабочих станций (например, сеть учебного класса) вместо концентратора (hub) используют коммутатор (switch, переключатель). С помощью его программного обеспечения данные передаются только непосредственно получателю, избавляя остальные элементы сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.

5.1.6. Примеры организации сетей

Локальную компьютерную сеть можно организовать в жилых домах, в образовательных учреждениях, в компьютерных клубах, в офисах мелких и крупных компаний.

Например, домашняя сеть может иметь беспроводное соединение компьютеров и ноутбука.

В школе можно построить локальную сеть на основе топологии «звезда» с коммутаторами. Ее основой будет школьный сервер. В этой сети абонентами могут быть компьютерные классы, компьютер директора, библиотека и т.д. При этом компьютеры в компьютерном классе могут быть соединены по топологии «шина».

Что такое локальная компьютерная сеть

Локальная компьютерная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс) или в одном здании (например, в локальную сеть могут быть объединены все компьютеры, находящиеся в здании школы). Локальная сеть позволяет пользователям получить совместный доступ к ресурсам компьютеров, а также к периферийным устройствам (принтерам, сканерам, дискам, модемам и др.), подключённым к сети.

Локальные сети бывают одноранговыми и с выделенным сервером.

В небольших локальных сетях все компьютеры равноправны, т. е. каждый из них может использовать ресурсы другого. Пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (файлы, папки, диски) сделать доступными для всей сети. Такие сети называются одноранговыми.

В сетях с большим количеством пользователей нежелательно, чтобы все они имели доступ ко всем компьютерам сети. При объединении более 10 компьютеров целесообразно выделять наиболее мощный компьютер — сервер (англ, server — обслуживающий). На жёстком диске сервера размещают файлы (данные и программы), к которым получают доступ другие компьютеры сети — клиенты. Кроме того, всем пользователям сети может быть доступно периферийное оборудование, подключённое к серверу (например, принтер или сканер).

Каждый компьютер, подключаемый к локальной сети, должен иметь специальную плату — сетевой адаптер. Её функция — передача и приём сигналов, распространяемых по каналам связи.

Соединение компьютеров (их сетевых плат) в локальную сеть осуществляется с помощью различных типов кабелей (витая пара, оптическое волокно) (рис. 4.1) или по беспроводным каналам (типа Wi-Fi).

Витая пара представляет собой два изолированных медных проводника, скрученных один относительно другого. Такое скручивание проводов снижает влияние помех на сигналы, передаваемые по этому кабелю. Соединение «витая пара» представляет собой несколько витых пар (2 или 4), покрытых пластиковой оболочкой. Скорость передачи данных — от 10 Мбит/с до 1000 Мбит/с.

Оптоволоконный кабель передаёт свет по стеклянному волокну. Такой тип соединения обеспечивает очень высокую скорость передачи, протяжённость канала составляет сотни и тысячи километров, и он абсолютно не подвержен электромагнитным помехам. Скорость передачи данных — от 100 Мбит/с до 10 Гбит/с.

Беспроводное соединение Wi-Fi обеспечивает скорость передачи данных до 300 Мбит/с.

Принципы построения и схема локальной сети

Главным элементом локальной сети являются компьютер. Также участие принимают:

• принтеры;
• сетевое оборудование;
• серверы;
• хранилища;
• телевизоры;
• телефоны и др.

Эти устройства относятся к категории оконечных узлов.

В сети присутствуют и промежуточные элементы, такие как:

• маршрутизаторы;
• роутеры;
• модемы;
• коммутаторы;
• точки беспроводного доступа.

Обе группы связаны между собой сетевой средой, которая взаимодействует со структурой через оптоволоконные кабели и радиоволны Wi-Fi. Благодаря этой среде происходит взаимодействие между элементами.

Локальные сети обладают рядом преимуществ:

1. Разделение ресурсов, которые позволяют экономно использовать ресурсы в информационной среде.
2. Разделение данных способствует доступу к одному файлу с разных компьютеров.
3. Разделение программных средств позволяют работать в одном приложении с разных устройств.

Существует два основных направления при создании такой схемы:

1. Проводная схема. При создании проводной системы используются специальные коаксиальные кабели или витые пары (технология Ethernet-соединение). Коаксиальные кабели используются реже, чем витые пары. Это объясняется тем, что скорость передачи и масштаб охвата территории у второго выше. Максимальная скорость передачи данных коаксиальных кабелей составляет 10 Мбит/с., а в витых парах — может достигать 1024 Мбит/с.
2. Беспроводная схема построена на основе передачи данных посредством радиоволн, которые распределяются между всеми устройствами, девайсами, в качестве которых выступают маршрутизаторы (роутеры и модемы), точки доступа (компьютер, телефон), коммутационные устройства, повторители сигнала. При такой организации сети используются оптоволоконные кабели, которые подключаются к основному источнику сети. Беспроводные сети позволяют разносить сигнал до 2 км., а частота достигает 2,4 и 5,1 МГц.

Компьютерные сети: локальные, корпоративные, глобальные сети, средства электронной связи.

Компьютерные сети – система компьютеров, связанных каналами передачи информации.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:
— обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
— обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.
Например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати — сетевой принтер или, например, ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера — файлового сервера. Аналогично можно совместно использовать и программное обеспечение. Сети по размерности делятся на локальные, региональные, корпоративные, глобальные

локальная сеть (LAN — Local Area Network) – соединение компьютеров, расположенных на небольших расстояниях друг от друга (от нескольких метров до нескольких км). ПК в таких сетях расположены в одном помещении, на одном предприятии, в близко расположенных зданиях.
Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона ( города, страны, континента).

региональная сеть (MAN — Metropolitan Area Network) – объединение ПК и локальных сетей для решения общей проблемы регионального масштаба. Региональная вычислительная сеть связывает компьютеры, расположенные на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать компьютеры внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки — сотни километров.
Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.) создают, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах ( в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft )

корпоративные сети — объединение локальных сетей в пределах одной корпорации.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет.

глобальные сети (WAN — Wide Area Network) – система связанных между собой локальных сетей и ПК пользователей, расположенных на удаленных расстояниях, для общего использования мировых информационных ресурсов.
Информационные сети создают реальную возможность быстрого и удобного доступа пользователя ко всей информации, накопленной человечеством за всю историю.

По типу среды передачи сети разделяются на:

— проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
— беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.
По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером (иерархические сети).
Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов — компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети. Существует всего 5 основных типов топологии сетей:

1. Топология ШИНА. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной. Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

2. Топология ЗВЕЗДА. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (хабом), который находится в центре сети. К неисправностям кабельной системы «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время такая структура является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

3. Топология КОЛЬЦО. В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении. Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии — простота управления, недостаток — возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.

4. Ячеистая топология. Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами. В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.
5. Смешанная топология. В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию — звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольные подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

14 Основы Интернет. Принцип работы WWW – сервера. Протокол HTTP.

Internet — всемирная компьютерная сеть, объединяющая компьютеры во всем мире в едином информационном пространстве. Интернет многогранен. С технической точки зрения, это — объединение транснациональных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих всевозможные типы компьютеров, физически передающих данные по телефонным проводам и оптоволокну, через спутники и радиомодемы… так, что в любой момент каждый компьютер в Internet «видит» каждый другой (то есть может передать ему пакет данных IP и получить ответ за доли секунды).

Сервис WWW работает по технологии клиент-сервер. Сервер: Веб-сервер – это программное обеспечение, установленное на компьютере, при помощи которого по протоколу HTTP предоставляется доступ к веб-страницам. Наиболее распространенными веб-серверами являются Apache, работающий на платформе Linux и IIS (Internet Information Service), работающий под управлением Windows. Также веб-сервером называется и сам компьютер, на котором установлено это программное обеспечение и хранятся файлы веб-сайтов.

Функции сервера: на сервере хранятся различные ресурсы (например веб-страницы) ; для каждого ресурса устанавливаются права доступа; сервер обрабатывает запросы клиентов, которым необходим тот или иной ресурс; сервер осуществляет обмен информацией с клиентами и другими серверами

В качестве клиента используется браузер. Наиболее распространенными браузерами являются Internet Explorer (www.microsoft.com), FireFox (www.mozilla.org), Opera (www.opera.com).

Функции клиента: браузер осуществляет запрос требуемого ресурса; браузер обрабатывает полученный ресурс;

Схема доступа клиента (браузера) к веб сайту

в строке адреса браузера набирается адрес сайта, на который хочет попасть пользователь (например http://www.eucp.com )

браузер отправляет запрос специальному компьютеру, которые носит название DNS-сервер (Domain Name System)

DNS-сервер преобразует набранный адрес в числовой (IP-адрес) адрес сервера, на котором расположен сайт (например 212.147.139.162) и возвращает его браузеру.

браузер отправляет запрос на полученный адрес и в ответ получает запрашиваемый ресурс.

после того, как ресурс передан, соединение между клиентом и сервером разрывается

HTTP — широко распространённый протокол передачи данных, изначально предназначенный для передачи гипертекстовых документов (то есть документов, которые могут содержать ссылки, позволяющие организовать переход к другим документам).
Аббревиатура HTTP расшифровывается как «протокол передачи гипертекста». Протокол HTTP предполагает использование клиент-серверной структуры передачи данных. Клиентское приложение формирует запрос и отправляет его на сервер, после чего серверное программное обеспечение обрабатывает данный запрос, формирует ответ и передаёт его обратно клиенту. После этого клиентское приложение может продолжить отправлять другие запросы, которые будут обработаны аналогичным образом.
Задача, которая традиционно решается с помощью протокола HTTP — обмен данными между пользовательским приложением, осуществляющим доступ к веб-ресурсам (обычно это веб-браузер) и веб-сервером. На данный момент именно благодаря протоколу HTTP обеспечивается работа Всемирной паутины.