Урок 30Аппаратное обеспечение компьютерных сетей

Компьюторные сети

«Компьютерные сети» является базо вым курсом (региональный вузовский компонент ) в системе непрерывной подготовки студентов филиала РГГУ в области применения компьютерной техники в профессиональной деятельности у правленцев и экономистов. Дисциплина реализуется кафедрой математических и естественнонаучных дисциплин филиала. Предмет курса — изучение способов передачи, кодирования и защиты информации с помощью аппаратного обеспечения и передающих сред коммуникацио нных сетей, а также технического и программного обеспечения персональных компьютеров. Программа курса «Компьютерные сети» также адаптирована в соответствии с учебным планом филиала для студентов 2 курса (3 семестр) специальности «Государственное и муниципа льное управление» очной формы обучения. Объем курса: 60 часов ( 20 часов – лекции, 40 часов – лабораторные занятия). Общая трудоемкость дисциплины – 120 часов. Для студентов 2 курса (4 семестр) специальности «Государственное и муниципальное управление» за очной формы обучения и студентов 1 курса (2 семестр) заочной формы обучения на базе высшего образования. Объем курса: 10 часов лабораторных работ. Общая трудоемкость дисциплины составляет 50 часов. Для студентов 2 курса (3 семестр) специальности «Государст венное и муниципальное управление» заочной сокращенной формы обучения». Объем курса: 14 часов (8 часов – лекции, 6 часов – лабораторные занятия). Общая трудоемкость дисциплины составляет 120 часов. Цель курса — познакомить студентов с базовыми элементами к омпьютерных сетей: основными понятиями, техническими средствами и сетевым программным обеспечением персональных компьютеров, основами проектирования и построения сетей, основами подготовки и передачи информации, современными сетевыми протоколами, основами маршрутизации и адресации в сетях, базовыми принципами защиты информации. Задачи курса: — выработать у студентов грамотное теоретическое представление о базовых элементах компьютерных сетей; — сформировать у студентов прочные навыки практического владения основами передачи информации. Особенностью курса является его теоретическая и практическая направленность. Используя современные сетевые технологии, студенты решают задачи, содержание которых связано с их будущей деятельностью в сфере экономики и управления. В результате изучения курса студент должен: – знать базовые понятия и теоретические основы проектирования и применения сетей, основы обеспечения информационной безопасности. – технически е средства компьютерных сетей, сетевое программное обеспечение современных персональных компьютеров, основы построения сетей, методы подготовки информации к передаче, протоколы информационного обмена, правила и методы установления сетевых соединений, базов ые сетевые службы; – уметь работать с современным сетевым программным обеспечением: клиентскими программами протокола передачи файлов, клиентскими программами удаленного администрирования, электронной почтой, вспомогательными программами сетевых служб; – в ладеть приемами и навыками передачи данных, а также техникой настройки сетевого программного обеспечения персональных компьютеров. Преподавание осуществляется в форме лекций и лабораторных занятий. Формы контроля: промежуточный контроль: прием лабораторн ых работ; итоговый контроль: выполнение контрольной работы; зачет в форме выполнения практических заданий на сетевом компьютере Основные разделы дисциплины: ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В СЕТЯХ ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ ETHERNET СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПРОТОКОЛЫ СВЯЗИ ТЕРРИ ТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА ОСНОВЫ АДМИНИСТРИРОВАНИЯ И СЕТЕВОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

По территориальной распространенности

• BAN (Body Area Network — нательная компьютерная сеть) — сеть надеваемых или имплантированых компьютерных устройств.
• PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
• LAN (ЛВС, Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешён только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
• CAN (Campus Area Network) — кампусная сеть, объединяет локальные сети близко расположенных зданий.
• MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.
• WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.
• Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Глобальная компьютерная сеть (англ. Wide Area Network , WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

ГКС связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом у них в принципе не может быть гарантированно скорым.

В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт её существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной 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, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.

По архитектуре

По типу сетевой топологии

По типу среды передачи

• Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель) (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)

По функциональному назначению

По скорости передачи

• низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
• среднескоростные (до 100 Мбит/с),
• высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

По сетевым операционным системам

• На основе Windows
• На основе UNIX
• На основе NetWare
• На основе Cisco

По необходимости поддержания постоянного соединения

• Пакетная сеть, например, Фидонет и UUCP
• Онлайновая сеть, например, Интернет и GSM

Уровни

Передача данных

связь
PSTN
и коммутируемый доступ
• Ближнего радиуса действия

Виды компьютерных сетей

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.

Кольцо



Общие принципы построения компьютерных сетей по типу кольца аналогичны тем, что применяются при создании топологии линии, однако существуют некоторые отличия, и наиболее существенное из них состоит в последовательном подключении компьютеров друг к другу. Сигнал в такой сети перемещается исключительно в одностороннем порядке, а для обеспечения движения двух сигналов в разных направлениях формируют двойное кольцо.

Данная сеть проста в сборке и не требует большого количества оборудования, при этом она демонстрирует устойчивую работу, однако при неполадках в функционировании одного из ПК вся система оказывается нерабочей.

Services and Processes – Сервисы (сетевые услуги) и процессы

Наряду с физическими устройствами важными компонентами компьютерной сети являются программные средства, сервисы и программные процессы.

Services and Processes или Сервисы и Процессы, это специальные сетевые программы, работающие на сетевых устройствах.

Сервисы

Когда мы заходим на веб-сайт, мы (точнее, наш браузер) сначала отправляем запрос на веб-сервер, где хранятся файлы запрашиваемого сайта, и уже специальный сервис (программный HTTP-сервер) обрабатывает запрос и отправляет к нам назад файл веб-страницы, которую (веб-страницу) мы и видим в браузере.

Еще популярный пример, это e-mail или электронная почта. Даже для того, чтобы проверить почту, наш почтовый клиент отправляет запрос к сервису MAIL-серверу, а он уже отвечает на запрос сообщением об имеющихся новых письмах.

Процессы

Процессы, в отличие от сервисов для нас невидимы, но они (процессы) гораздо более значимы для нас и нашей сети. Именно процессы функционирует и днем и ночью на маршрутизаторах, коммутаторах, беспроводных точках доступа и прочем сетевом оборудовании.

Постоянно функционирующие программы (или процессы) обрабатывают все наши посланные запросы к серверам, следят за сохранностью переданной информации, обеспечивают сетевую безопасность и многое другое, без чего функционирование сети невозможно.

Звезда



В данном случае не нужно использовать много кабеля и дополнительные спецсредства, однако все абоненты могут быть удалены от концентратора (хаба) не далее чем на 100 метров. Разумеется, при выходе из строя хаба все компьютеры лишаются соединения, однако при поломке одного компьютера или отдельного канала связи сеть продолжает нормально функционировать.





Чтобы наладить файлообмен без применения дополнительных носителей информации, достаточно создать локальную сеть между двумя компьютерами. После выполнения данной процедуры передача данных будет осуществляться гораздо быстрее и безопаснее, нежели это происходит посредством электронной почты. Сразу отметим, что наладка сети между компьютерами и/или ноутбуками создается по одному и тому же сценарию. Далее мы расскажем, как сделать локальную […]

Практически постоянно перед корпоративными пользователями ПК в процессе работы встает задача, как скинуть файлы через локальную сеть, особенно если речь идет о папках большого объема. В настоящее время абсолютно все операционные системы обеспечивают доступ к персональным данным. Однако это небезопасно, так как любой участник сети имеет доступ к информации, которая может быть случайно или намеренно […]

Установка мини-АТС открывает перед пользователями широкий спектр возможностей, в том числе и постоянный контроль над работой системы, ведение отчетности по исходящим и входящим звонкам, и, что немаловажно, минимизацию расходов на услуги офисной связи. Основное назначение АТС, которая согласно классификации может быть аналоговой или цифровой, состоит в коммутации сигналов, а также передаче данных между абонентами. К […]

В век компьютерных технологий, пожалуй, не осталось ни единой сферы жизнедеятельности человека, где бы не применялась электронная вычислительная техника. Нет смысла перечислять угрозы и риски, спровоцированные неполадками компьютера, они весьма существенны, а в некоторых случаях и вовсе катастрофичны. Лучше остановимся на мерах, уберегающих сложную систему от поломок и сбоев. Отдельные пользователи и корпоративные клиенты зачастую […]

Эволюционные процессы, которые в первую очередь коснулись компьютерных технологий, привели к появлению нескольких типов вычислительных сетей, подразумевающих совокупность компьютерных устройств, объединенных в одну систему. Основным назначением такой системы является доступ пользователей к совместным ресурсам и возможность обмена данными между абонентами в процессе работы. Практически все предприятия, функционирующие в современных реалиях, организовывают свою работу при помощи […]