Презентация "Компьютерные сети" по информатике – проект, доклад

Лекция 3 Тема : Компьютерные сети

Назначение компьютерных сетей Виды компьютерных сетей (локальные, региональные, глобальные, одноранговые, с централизованным управлением, виды серверов, технология Клиент – сервер и ее характеристика) Организация передачи данных по каналам связи (взаимодействие в сети, трафик сети, коммуникационное оборудование, сетевой адаптер, сетевой драйвер, мост, шлюз, мультиплексор) Архитектура компьютерных сетей (модель взаимодействия открытых систем, топология локальной сети: звезда, кольцо, шина, технология функционирования локальной сети: Token Ring, Arcnet, Ethernet) Системное обеспечение работы сети (сетевая ОС и ее задачи) Сеть Интернет (протоколы передачи информации, сервисы, адресация ресурсов)

Вопросы

1. Назначение компьютерных сетей и их компоненты

Компьютерной сетью называется группа компьютеров, объединенных линиями передачи данных и способных обмениваться между собой информацией.

Преимущества объединения компьютеров предприятия заключаются в следующем: Позволяет разместить все данные предприятия на одном компьютере, обеспечивая доступ к ним с рабочих мест Управляющие действия на рабочих местах выполняются по единым правилам Пользователи получают доступ к информации в режиме реального времени Обеспечивается многопользовательский режим Возможно совместное использование периферийных устройств

2. Виды компьютерных сетей

Локальные (ЛВС)- объединяют компьютеры, расположенные в пределах ограниченной территории Региональные – состоят из нескольких ЛВС, объединенных по территориальному или ведомственному признаку Глобальные – объединяют компьютеры разных стран или континентов, принадлежащие организациям, фирмам, научным учреждениям или частным лицам

Виды ЛВС

С централизованным управлением В такой сети выделяется специальный компьютер, осуществляющий общее управление работой ЛВС (сервер). Он выполняет три основные функции: Хранит данные о конфигурации сети, а также совместно используемые программы Принимает информацию, которую нужно переслать от одного компьютера к другому Выполняет роль шлюза (передающим устройством) к другим сетям Сервер может быть выделенным или не выделенным. В случае, когда сервер является не выделенным, он может выполнять функции рабочей станции Одноранговые – не содержат в своем составе выделенных серверов. Функции управления распределяются между рабочими станциями. Такие сети имеют одно достоинство – простота обслуживания.

Виды серверов

В зависимости от выполняемых функций серверы называются: Сервер телекоммуникаций – обеспечивает связь с другими ЛВС Вычислительный сервер – обеспечивает выполнение операций, которые невозможно выполнить на компьютере рабочей станции Дисковый сервер – представляет внешнюю память другим компьютерам сети Файловый сервер – служит для хранения файлов (БД), которые используются всеми рабочими станциями Почтовый сервер – служит для приема и передачи сообщений электронной почты Все перечисленные функции может выполнять один компьютер.

Сетевые технологии

“Клиент – сервер” –подразумевает, клиент передает серверу запрос на информацию и форму ее организации, выборка и обработка информации осуществляется на сервере, а клиенту передается только результат Технология “клиент – сервер” позволяет: Уменьшить потоки информации в сети за счет выборки на сервере Упорядочить работу с данными на сервере за счет использования централизованных средств управления доступом Организовать корректное хранение информации “Файл - сервер” – подразумевает что необходимые данные (файлы) передаются сервером на рабочую станцию, а процесс обработки выполняется на рабочей станции.

Компоненты компьютерных сетей

Рабочая станция – узел сети, с которого пользователь выполняет функции, связанные со вводом и получением информации Функциональный сервер – узел сети, который обеспечивает другие узлы либо информацией, либо какими – либо другими услугами. Сетевой адаптер – служит для согласования выходных/входных сигналов компьютеров с каналом передачи данных и реализации протоколов передачи данных Канал передачи данных – физическая среда, обеспечивающая передачу сигналов на расстояние

3. Организация передачи данных в сетях Методы взаимодействия в сети

Информация в компьютерных сетях передается по каналам связи в виде отдельных блоков (пакетов), имеющих начало и конец. Способы оформления таких пакетов устанавливаются протоколом передачи данных (коммуникационным протоколом) Пакет, адресованный абоненту, передается от одного узла к другому, поэтому при передаче должен быть указан адрес ближайшего узла и адрес получателя. Задачу доставки пакета адресату выполняет транспортный протокол Трафик сети – процесс прохождения сигналов по каналам связи – иногда называют общий объем передаваемой информации Брандмаузер - обеспечивает ограничение доступа к сетевым ресурсам

Состав коммуникационного оборудования

Передающая среда сетевой адаптер Сетевой драйвер мост шлюз мультиплексор

Передающая среда служит для передачи сигналов, несущих информацию, на расстояние. В качестве передающих сред используются: телефонные линии Специальный провод коаксиальный кабель оптическое волокно радиоволны

Сетевой адаптер

Выполняет часть базовых функций по приему и передаче сообщений Принимает все сообщения, поступающие по каналу связи и отбирает те, которые адресованы данному компьютеру. Сообщение хранится в буфере адаптера до тех пор, пока компьютер не даст команду на его прием При передаче сообщения, оно хранится в буфере, пока не освободится канал связи, только после этого адаптер передает сообщение в линию связи

Сетевым драйвером называется программа, взаимодействующая с сетевым адаптером- переводит команды процессора в команды, понятные сетевому адаптеру и наоборот Сетевой модуль – системная программа, которая выполняет обработку пакетов в соответствии с тем или иным коммуникационным протоколом Мост – узел сети, с помощью которого соединяются две сети, построенные по одинаковой технологии Маршрутизатор (пакетный коммутатор)– соединяет две или несколько сетей, построенные в том числе по разной технологии. Он хранит таблицу адресов всей сетевой структуры. Они выбирают оптимальный маршрут передачи сообщений В отличие от моста, он имеет свой сетевой адрес и может использоваться для промежуточного хранения информации Шлюз – связывает две сети с разными протоколами передачи данных и разными типами сетевого оборудования Мультиплексор – сетевой модуль, который дублирует сообщение и передает его сразу по нескольким маршрутам, а также объединяет сообщения, поступающих по разным каналам в один

4. Архитектуры компьютерных сетей Модель сетевого взаимодействия открытых систем

В качестве основы межсетевого взаимодействия используются “Стандарты взаимодействия открытых систем” (OSI) разработанные Международной организацией по стандартам (ISO) Этот стандарт использует семиуровневую модель сетевого обмена и реализуется в форме коммуникационных протоколов. Физический Канальный Сетевой Транспортный Сеансовый Уровень представления данных прикладной В модели ISO OSI предполагается, что сообщение, которое один компьютер хочет передать другому подвергается многоэтапной обработке

Топология ЛВС

Топологией ЛВС называют геометрическую форму соединения узлов сети Топология типа звезда

Преимущества: Является наиболее быстродействующей Центральный узел может реализовать оптимальный механизм защиты от несанкционированного доступа к информации Связь рабочей станции с центральным узлом независима от связей других станций Недостатки: Высокие затраты на прокладку кабеля

Вся информация между двумя рабочими местами проходит через центральный узел. Технология Arcnet

Кольцевая топология

Преимущества: Пересылка сообщений эффективна, так как их можно отправлять одно за другим Недостатки: Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций Каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации Прокладка кабелей сложная и дорогостоящая

Используется технология функционирования Token Ring (маркерное кольцо)

3. Шинная топология

Все станции имеют право передавать и получать сообщения. Адресат указывается в самом передаваемом пакете Одновременно может передавать информацию только одна станция Коллизия – ситуация, когда два или более узла пытаются отправить сообщения Коллизии разрешаются путем широкополосной передачи информации (пересылаемые данные модулируются соответствующими частотами). Для этого между РС и адаптером должен находиться модем.

Используется технология функционирования Ethernet -метод множественного доступа с прослушиванием канала связи

5. Системное обеспечение работы сети

Процессы передачи данных в ЛВС поддерживаются сетевой ОС, которая обеспечивает передачу данных канального и сетевого уровня (UNIX, Windows NT, Novell NetWare) Сетевая ОС выполняет следующие основные функции: Пересылку данных и программ с использованием соответствующих протоколов Запуск программ на отдельных компьютерах Управление файловой системой сети Управление доступом пользователей к ресурсам сети Обеспечение безопасности данных во внешней и оперативной памяти Разделение сетевых ресурсов ввода-вывода Обеспечение интерфейса командного процессора сети для ввода команд управления сетью

6. Сеть Internet

Сеть Интернет – Всемирная компьютерная сеть, составленная из локальных и глобальных компьютерных сетей, объединенных на основе стандартных соглашений о способах обмена информацией и единой системой адресации Слово Интернет происходит от словосочетания Interconnected networks (связанные сети),то есть в узком смысле это глобальное сообщество малых и больших сетей. Обращаясь в Интернет, мы пользуемся услугами Интернет-провайдера или ISP (Internet Service Provider – поставщик услуг Интернета). ISP — это организация, которая имеет собственную высокоскоростную сеть, объединенную с другими сетями по всему земному шару. Провайдер подключает к своей сети клиентов, которые становятся частью сети данного провайдера и одновременно частью всех объединенных сетей, которые и составляют Интернет. Обычно ISP-провайдеры — это крупные компании, которые в нескольких населенных пунктах имеют так называемые точки присутствия (POP — Point of Presence)— точки,, в которых расположено аппаратное обеспечение провайдера для подключения к Интернету его клиентов. Крупный провайдер может иметь десятки точек присутствия в разных городах и тысячи клиентов. Существуют также местные провайдеры, предоставляющие услуги в одном городе.

Подключение к Интернет

NAP – точка прямого сетевого доступа (Network Access Points)

Основные протоколы передачи данных в Интернет

Отдельные сети обмениваются между собой по протоколам TCP/IP, обеспечивающим надежную передачу информации Передача данных осуществляется небольшими пакетами В случае необходимости посылка пакета дублируется Маршрут движения пакета определяется в момент передачи и может меняться от пакета к пакету На месте получения сообщение восстанавливается из нескольких пакетов Коммуникационный протокол IP –протокол сетевого уровня, описывающий формат пакета данных Транспортный протокол TCP – предназначен для контроля передачи и целостности передаваемой информации

Семейство протоколов TCP/IP

IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол TCP (Transmission Control Protocol) – базовый транспортный протокол UDP (User Datagram Protocol) – второй транспортный протокол ARP (Address Resolution Protocol) – для определения соответствия адресов SLIP –(Serial Line Internet Protocol) – протокол передачи данных по телефонным каналам PPP (Point to Point Protocol) – канальный протокол обмена данными “от точки к точке” FTP (File Transfer Protocol) –протокол обмена файлами RIP – протокол маршрутизации Telnet – протокол эмуляции виртуального терминала NFS –распределенная файловая система и система сетевой печати SNMP – простой протокол управления сетью DNS (Domain Name System) – система доменных имен

Сервисы Интернет

Пользователь Интернет может: просматривать информационные ресурсы WWW и создавать собственные Web-страницы используя HTML или XML; передавать, получать и редактировать файлы на удаленном компьютере по FTP - протоколу; посылать электронные письма пользователю или группе пользователей (протокол передачи SMTP, приема – POP3); участвовать в публичных обсуждениях — группах новостей (Usenet); подключаться к спискам рассылки и регулярно получать обновляемую информацию по определенной теме, в которой участвуют специалисты; общаться с несколькими лицами на базе коротких текстовых сообщений; принимать участие в телеконференциях, которые позволяют совместно просматривать и обсуждать документы, а также пользоваться некоторыми другими услугами; Предоставляемые сетью Интернет сервисы обладают различной степенью динамичности и персонализации, что дает возможность использовать Интернет для решения различных бизнес-задач.

Адресация ресурсов Интернет

В сети Интернет каждый компьютер получает три адреса: заводской номер сетевого адаптера IP адрес доменный адрес (DNS) IP – адрес имеет размер 4 байта и состоит из трех частей: ранга адреса Номера локальной сети номер компьютера в ЛВС Ранг адреса определяет количество сетей этого типа и максимальный размер сети

Доменный адрес com edu org gov

Домены верхнего уровня

Домены второго уровня (имя сервера)

Домены третьего уровня

It.fa.ru - доменный адрес кафедры ИТ

123.456.789 -IP адрес