тема_5_сети

1.

ОСНОВЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Тема 5

2.

Вопросы:
Введение.
1.
Виды информационных сетей.
2.
Аппаратное обеспечение локальных вычислительных сетей
(ЛВС). Понятие и виды сетевых топологий.
3.
Сетевые операционные системы. Распределение сетевых
ресурсов.
4.
Прикладное программное обеспечение ЛВС.
Информационные технологии файл-сервер и клиент-сервер.
5.
Понятие глобальной информационной сети Internet.

3.

Телекоммуникационные технологии –
это совокупность методов, процессов и
устройств, позволяющих получать, собирать,
накапливать, хранить, обрабатывать и
передавать информацию.

4.

Информационно-телекоммуникационные
технологии в правоохранительной деятельности система операций по сбору, хранению, обработке и
передаче правоохранительной информации с
помощью компьютеров.
Используются для:
обработки криминальной информации;
управления;
автоматизации офисных работ;
принятия решений;
функционирования офисных систем.

5.

ВИДЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ
СЕТЕЙ
Вопрос 1

6.

Компьютерная (вычислительная) сеть –
совокупность компьютеров, каналов связи,
коммуникационного оборудования,
работающих под управлением сетевой
операционной системы и использующих
сетевое прикладное программное
обеспечение.

7.

Виды вычислительных сетей

8.

Локальные вычислительные сети (ЛВС)
• по-английски – LAN (Local Area Network), –
объединяют несколько удаленных друг от друга
компьютеров, расположенных в пределах
сравнительно небольшой территории – комнаты,
здания, близлежащих зданий.

9.

Региональные вычислительные сети (РВС)
• по-английски – WAN (Wide Area Network), включают в
себя несколько ЛВС, принадлежащих одному
ведомству, например МВД России. В литературе часто
такие сети называют территориальными или
корпоративными.

10.

Глобальные вычислительные сети (ГВС)
• по-английски – GAN (Global Area Network),
объединяют компьютеры в разных странах и на
разных континентах. Для создания глобальных сетей
приходится брать в аренду различные каналы связи,
включая спутниковые линии связи.

11.

Ресурсы сети
Под общими ресурсами сети понимается
совокупность ресурсов отдельных компьютеров,
выделенных в совместный доступ. (Файлы, папки,
принтеры и т.п.)

12.

Узлы сети
• Рабочие станции – отдельные компьютеры
пользователей компьютерной сети.
• Серверы – компьютеры, обеспечивающие рабочие
станции каким-нибудь сервисом.
По функциональному назначению серверы
подразделяют на серверы доступа, почтовые
серверы, файл-серверы и другие.
• Рабочие станции и серверы называют узлами
сети.

13.

Основная терминология
Сетевые протоколы – единые правила обмена
информацией в сети между компьютерами.
Сетевые протоколы управляют формированием и
передачей пакетов данных – фрагментов двоичной
информации фиксированной длины с добавленной
адресной частью.
Передаваемые пакеты данных образуют сетевой
трафик – поток данных вычислительной сети.

14.

Режимы передачи данных
• Симплекс (Simplex) - режим передачи данных, при котором
передача ведется только в одном направлении по общему
каналу связи. Передача в обратном направлении физически
невозможна.
(Радио, Телевидение)
• Полудуплекс (Half Duplex) - режим передачи данных, при
котором передача между устройствами ведется по общему
каналу связи в любом направлении, но с разделением по
времени.
(Радиостанции)
• Полный дуплекс (Full Duplex) - режим передачи данных, при
котором передача данных может вестись одновременно в двух
направлениях по разным подканалам связи.
(Разговор по обычному телефону)

15.

ЛВС позволяют обеспечить:
• коллективную обработку данных пользователями
подключенных в сеть компьютеров и обмен данными между
этими пользователями;
• совместное использование программ и баз данных;
• совместное использование принтеров, модемов и других
устройств.

16.

Для объединения
компьютеров в ЛС
необходимо:
• сетевое оборудование;
• программное обеспечение.

17.

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЛОКАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СЕТЕЙ (ЛВС). ПОНЯТИЕ И ВИДЫ
СЕТЕВЫХ ТОПОЛОГИЙ
Вопрос 2

18.

Аппаратное обеспечение
Подключение компьютера к
локальной вычислительной
сети выполняется при помощи
сетевого адаптера (сетевой
карты), который
устанавливается в один из
свободных слотов материнской
платы системного блока.
Сетевые адаптеры (СА) являются посредником
между компьютером и сетью и обеспечивают
передачу данных.

19.

Виды СА
• Проводные (подключаются с помощью различных видов
кабеля)
разъемы для подключения:
BNC – тонкий коаксиальный кабель Ethernet (RG-58)(сетевая
среда 10Base2);
AUI –толстый Ethernet (сетевая среда 10Base5);
RG-45(UTP) – витая пара (сетевая среда 10BaseT, 100BaseTX);
ST – оптоволоконный кабель (сетевая среда 10BaseFX,
100BaseFX).
• Беспроводные (используют радиоканал). (Bluetooth, WiFi)

20.

Алгоритм работы СА
СА принимает все сообщения, передающиеся по каналу связи.
Отбирает те, которые непосредственно адресованы данной рабочей
станции (РС).
Полученное сообщение задерживается СА до тех пор, пока РС не
будет готова принять это сообщение.
В случае, когда РС собирается послать запрос на другой компьютер,
СА дожидается перерыва в потоке данных сети и вставляет свое
сообщение в образовавшееся окно.
СА автоматически производит проверку того, чтобы сообщение было
передано без ошибок, и если это не так, то передача повторяется.

21.

Основные характеристики СА
• Установленная микросхема контроллера (микрочип).
• Разрядность – имеются 8-,16-,32- и 64-битные сетевые
карты (определяется микрочипом).
• Скорость передачи - от 10 до 1000 Мбит/с
(наиболее популярные 100 Мбит/с).
1 бит/с = 1 бод.
• Тип подключаемого кабеля.
• Поддерживаемые стандарты передачи данных – EtherNet,
Token Ring, FDDI и т.д.

22.

Виды кабелей
Витая пара – два изолированных
медных провода, скрученных
между собой.
Для Ethernet используется
8-жильный кабель, т.е. из 4-х витых
пар. Разъем соответствует
стандарту RJ-45.

23.

Виды кабелей
Коаксиальный кабель состоит
из центрального проводника
(одножильного или
многожильного) и внешней
экранирующей оплетки.
Для Ethernet применяют кабель
с волновым сопротивлением
50 Ом.
Существует два варианта
Ethernet на коаксиальном кабеле:
на тонком (кабель RG-58) и
толстом (кабель «Yellow
Ethernet»).

24.

Виды кабелей
Волоконно-оптический кабель,
проводящий световые волны,
состоит из двух проводов,
причем каждый из них может
передавать данные только в
одном направлении.
Информация передается по стеклянному проводу,
благодаря чему кабель не подвержен влиянию
электромагнитных полей. В каждой оболочке находятся
усиливающие волокна в виде слоев пластика.

25.

Топология – способ физического
соединения компьютеров в локальную
сеть

26.

Топология «Шина»
• шина (bus) – компьютеры подключены
вдоль одного кабеля (сегмента)

27.

Топология «Шина»
Преимущества:
• Недорогая и
несложная среда
передачи данных.
• Простота построения.
• Сеть легко
расширяется.
Недостатки:
• При значительных
объемах трафика
уменьшается
пропускная способность
сети.
• Трудно локализовать
неисправности.
• Выход из строя кабеля
останавливает работу
сети.

28.

Топология «Звезда»
• звезда (star) – компьютеры подключены к сегментам
кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора
(hub)
Концентратор

29.

Топология «Звезда»
Преимущества:
• Сеть легко
модифицировать
• Выход из строя
одного компьютера не
влияет на
работоспособность
сети.
Недостатки:
• Выход из строя
центрального узла
выводит из строя всю
сеть

30.

Топология «Кольцо»
• кольцо (ring) – компьютеры подключены к кабелю,
замкнутому в кольцо

31.

Топология «Кольцо»
Преимущества:
• Все компьютеры имеют
равный доступ.
• Количество
пользователей не
оказывает
значительное влияние
на
производительность.
Недостатки:
• Выход из строя одного
компьютера может
вывести из строя всю
сеть.
• Трудно локализовать
проблемы.
• Изменение
конфигурации требует
остановки всей сети.

32.

МОСТ
• Мост – это устройство, соединяющее две сети,
построенные по одной и той же технологии.
Мост, объединяя две сети, анализирует все пакеты данных,
проходящие мимо него по обеим сетям.

33.

Маршрутизатор
• Соединяет несколько сетей через одно устройство.
Хранит таблицу адресов всей сетевой структуры.
Может принимать решение о выборе оптимального маршрута
для пакетов между сетями.
Оптимальный маршрут – это наиболее быстрый, наименее
дорогой и наиболее безопасный путь для прохождения
сообщения.

34.

Мосты соединяют сети с различными
протоколами, но одинаковыми
технологиями.
Маршрутизаторы объединяют сети с
одинаковыми протоколами, но разными
технологиями.

35.

СЕТЕВОЙ ШЛЮЗ
• это маршрутизатор или какое-либо программное
обеспечение, которое позволяет связываться двум
сетям с разными протоколами и разными типами
сетевого оборудования.

36.

Модем
Слово «модем» образовалось путем объединения двух
терминов:
• Модулятор - кодирует и передает сигнал.
• Демодулятор – выполняет действие, обратное
модулятору, т.е. получает и преобразовывает.
Проводной модем:
Беспроводной модем:

37.

Важное о роутерах, маршрутизаторах
и модемах
• Роутер и маршрутизатор – два названия одного устройства.
• Роутер распределяет сигнал между участниками сети, а
модем только расшифровывает его и передает на одно
устройство.
• У роутера есть собственный IP-адрес, а у модема – нет.
• Роутер – многофункциональное устройство, которое
поддерживает тонкую настройку, модем выполняет одну
функцию.
• Роутеры (маршрутизаторы) и мобильные модемы могут
работать вместе, раздавая Интернет на несколько устройств.

38.

СЕТЕВЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ
СИСТЕМЫ.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЕТЕВЫХ
РЕСУРСОВ
Вопрос 3

39.

Сетевая операционная система
(СОС)
СОС – это программные средства, управляющие
коммуникационными процессами в сети и
поддерживающие ее общую архитектуру.
Выделяет нужные сетевые ресурсы рабочим станциям и
обеспечивает пользователю стандартный и удобный
доступ к ним.

40.

Компоненты СОС на каждой рабочей станции и сервере
взаимодействуют друг с другом посредством
протоколов.
Протокол – это набор правил для связи между
компьютерами, которые управляют форматом
сообщений, временными интервалами,
последовательностью работы и контролем ошибок.

41.

Сообщения, передаваемые протоколом, называются
пакетами.
Базовая схема пакета сообщений
Адрес
Адрес
отправителя получателя
Тип
пакета
Данные
сообщения
Контрольная
сумма

42.

По типу используемого программного
обеспечения ЛВС:
делятся на:
1. Одноранговые сети - все компьютеры равноправны и
могут выступать как в роли пользователей (клиентов)
ресурсов, так и в роли их поставщиков (серверов)
Пользователи сами
решают, какие
ресурсы сделать
общедоступными

43.

По типу используемого программного
обеспечения ЛВС:
делятся на:
2. В сети с выделенным сервером рабочие станции
взаимодействуют с сервером, но не между собой
непосредственно.
Сервер – это компьютер,
который предоставляет свои
ресурсы другим компьютерным
сетям.
Рабочая станция (клиентский
компьютер) – это компьютер
рядового пользователя,
получивший доступ к ресурсам
серверов.

44.

Типы доступа:
• только для чтения (тогда все другие пользователи
не смогут вносить изменения в файл данных);
• полный (остальные пользователи могут делать
изменения в файлах ресурса, включая чтение,
запись и удаление файлов)
к любому из двух режимов можно установить пароль
доступа

45.

ПРИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛВС.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ФАЙЛ-СЕРВЕР И КЛИЕНТ-СЕРВЕР
Вопрос 4

46.

Прикладное программное обеспечение
в ЛВС:
• несетевое (однопользовательское) – это программы
для одного компьютера ( могут запускаться с
файлового сервера и использоваться на рабочих
станциях ЛВС, но лишь одним пользователем);
• сетевое – это модифицированные версии программ
для одновременного использования несколькими
пользователями ЛВС;
• специализированное сетевое – это программы,
реализующие технологию клиент-сервер.

47.

Технология клиент-сервер
• Основная идея разделить ключевые функции по обработке
информации между программой-приложением (клиентом),
установленной на рабочей станции и программой –
сервером, установленной на компьютере, выполняющем
роль сервера (почтового, баз данных и так далее).

48.

Технология файл-сервер
Основная идея технологии файл-сервер заключается в
распределенной обработке данных, когда на рабочей
станции
находятся
средства
пользовательского
интерфейса и программы приложений, а на сервере
хранятся файлы базы данных

49.

Вывод:
в технологии клиент-сервер существенно уменьшается
трафик сети и обеспечивается прозрачность доступа всех
приложений к файлам базы данных.

50.

ПОНЯТИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ
ИНФОРМАЦИОННОЙ СЕТИ
INTERNET
Вопрос 5

51.

Internet - глобальная компьютерная
сеть, охватывающая весь мир
• Internet можно представить себе в виде мозаики
сложенной из небольших сетей разной величины, которые
активно взаимодействуют одна с другой, пересылая
файлы, сообщения и т.п.
• Фактически Internet состоит из множества локальных и
глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям
и предприятиям, связанных между собой различными
линиями связи.

52.

ARPAnet
В 1969 году Министерство обороны США посчитало, что на
случай войны Америке нужна надёжная система передачи
информации. Агентство передовых исследовательских
проектов (Advanced Research Projects Agency (ARPA))
предложило разработать для этого компьютерную сеть.
Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому
университету в Лос-Анджелесе, Стэнфордскому
исследовательскому центру, Университету Юты и
Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре.

53.

Принципы работы Internet
• На сегодняшний день Internet является крупнейшей и наиболее
динамично развивающейся глобальной информационной
системой.
• Internet не имеет определенной организационной структуры и
представляет собой некий конгломерат самостоятельных
компьютерных сетей, созданных усилиями различных
правительств, научных, коммерческих и некоммерческих
организаций.
• Объединяет их то, что все они используют базовые протоколы
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).
• Поэтому фраза «подключение к Internet» означает подключение
к одной из телекоммуникационных сетей, поддерживающей
протоколы TCP/IP и входящей в сообщество Internet.

54.

Протокол ТСР/IP
служит для организации передачи данных,
осуществляет обмен информацией между
различными компьютерными системами.

55.

Протокол Internet (IP) –
это свод почтовых правил, которым подчиняется каждый
компьютер сети, ответственный за получение и отправку
сообщений.
Межсетевой протокол аналогичен почтовому конверту, на
котором указаны адреса получателя и отправителя. Когда пакет
попадает в сеть, перед каждым очередным ответвлением
информационной магистрали (маршрута передачи данных) он
останавливается. Система изучает его адрес, после чего пакет
отправляется к очередному маршрутизатору. Путь его не всегда
прямой: он направляется туда, где нет пробок.
Преимущество: если где-то на линии случится обрыв,
информация все равно дойдет до адресата.

56.

Протокол ТСР (Transmission Control
Protocol)
Его функция состоит в «упаковке» данных в пакеты.
Любые данные перед отправкой в сеть разбиваются на
пакеты определенной длины.
Как только все они дойдут до получателя, протокол ТСР
опять собирает из них сообщение.
Сделать это помогают особые пометки, которыми снабжены
пакеты данных. Они содержат сведения о размере общего
массива данных, количестве пакетов и о последовательности,
в которой их предстоит собирать.

57.

Организация передачи данных по
протоколу TCP/IP
TCP
TCP

58.

Каждый компьютер должен иметь
уникальный IP- адрес
xxx.xxx.xxx.xxx
где xxx – от 0 до 255
Правильные адреса
Неправильные адреса
192.168.0.1
192.168.4.50.7
12.4.243.3
450.231.1.6
77.255.87.245
155.241.232

59.

Назначение и структура DNS
В Internet каждый подключенный к сети компьютер имеет свое
индивидуальное 32 разрядное имя. Использование этих имен
позволяет найти любой компьютер в сети.
Пока масштаб сети был незначительным, индивидуальные
имена компьютеров и их адреса рассылались файлами между
Хост-компьютерами. Работа пользователя с двоичными
32 разрядными именами неудобна, с ростом сети рассылка и
обновление адресных файлов требуют значительных ресурсов.
Стало очевидно, что темпы роста требуют наличия
распределённой интерактивной системы. Эта система называется
«доменной системой имён» (Domain Name System,-DNS).

60.

Доменная система имён
метод назначения имён путём возложения на разные
группы пользователей ответственности за подмножества
имён
ux.cso.uiuc.edu
Каждый уровень в этой системе называется доменом.
Домены отделяются один от другого точками.

61.

Доменная система имён
ux.cso.uiuc.edu
В имени может быть любое число доменов, но более пяти
встречается редко. Каждый последующий домен в имени (если
смотреть слева направо) больше предыдущего (по количеству
контролируемых компьютеров).

62.

Доменная система имён
ux.cso.uiuc.edu
Элемент ux – имя реального компьютера с IP - адресом.
Имя этого компьютера создано и курируется группой cso, которая
есть не что иное, как отдел, в котором стоит этот компьютер.
Отдел cso является отделом университета штата Иллинойс (uiuc).
uiuc входит в национальную группу учебных заведений США
(edu).

63.

Доменная система имён
ux.cso.uiuc.edu
Таким образом, домен edu включает в себя все
компьютеры учебных заведений США;
домен uiuc.edu – все компьютеры университета штата
Иллинойс и т.д.

64.

Домены I уровня (примеры):
Национальные
.ru – Россия
.рф – Россия
.su – Россия
.ua – Украина
.no – Норвегия
.de – Германия
.fr – Франция
.cn – Китай
Наднациональные
(тематические)
.aero – Авиация
.biz – Деловые Организации
.com – Коммерческий
.edu – Образовательный
.int – Международные Организации
.mil – вооруженные силы
.museum – Музеи
.name – Персональный
.net – Организации, обеспечивающие работу
сети
.org – Некоммерческие организации
.tv – Телевизионные компании

65.

Domain Name System,
DNS (система доменных имён)
Определение IP – адреса службой
www.yandex.ru
DNS
77.88.21.3

66.

Предоставление услуг Internet построено по
схеме «клиент – сервер».
Необходима специальная программа Web-браузер, или
навигатор.
• Mozila,
• Opera,
• Google Chrome,
• Netscape Navigator,
• Internet Explorer…

67.

Прикладные протоколы
Серверы Интернет – это компьютеры или
программы, управляющие передачей информации на
другие компьютеры.
Для получения того или иного материала
используется Hypertext Transfer Protocol (HTTP) –
протокол для передачи гипертекста между Web–
серверами и компьютером пользователя.

68.

Прикладные протоколы
• FTP (File Transfer Protocol — протокол передачи
файлов) — протокол, предназначенный для
передачи файлов в компьютерных сетях

69.

Прикладные протоколы
• SMTP (англ. Simple Mail Transfer Protocol —
простой протокол передачи почты) — это сетевой
протокол, предназначенный для передачи
электронной почты в сетях TCP/IP.

70.

Прикладные протоколы
• POP3 (англ. Post Office Protocol Version 3 —
протокол почтового отделения, версия 3)
используется почтовым клиентом для получения
сообщений электронной почты с сервера. Обычно
используется в паре с протоколом SMTP.

71.

Принцип работы Web-браузера
• Web–клиент направляет во Всемирную паутину запрос о
наличии и имени сервера, хранящего искомый документ.
• Web-клиент запрашивает нужную страницу искомого
документа.
• Сервер посылает клиенту требуемую страницу или
отправляет сообщение о том, что таковая отсутствует.

72.

Точное количество страниц Всемирной паутины очень
велико, однако для того чтобы не было ошибок в навигации,
каждая страница должна иметь свой индивидуальный адрес.
Для решения этой задачи был разработан универсальный
указатель источника (Uniform Resource Locator, URL) –
адрес, служащий для определения местонахождения
документа на серверах.

73.

URL
• Единый указатель ресурсов (URL — Uniform
Resource Locator) — единообразный локатор
(определитель местонахождения) ресурса.
Примеры:
• http://www.yandex.ru/
• http://www.mosu-mvd.com/forum

74.

URL
http://www.mail.ru
http:// - обозначается протокол, осуществляющий связь
браузера с выбранным сервером;
www.mail.ru – доменное имя, где:
• www – признак Всемирной паутины,
• mail – имя главной страницы сервера,
• ru – принадлежность к государственному домену
(Россия).

75.

Ограничения использования сети
Интернет в ОВД
• Приказ №1228 от 24.12.2015 МВД РФ «Об
утверждении правил доступа к сети Интернет в
ОВД России»
• Приказ №1462 от 03.12.2015 – «Об использовании
сети Интернет в Московсом университете МВД
России»

76.

Вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
Виды информационных сетей.
Аппаратное обеспечение локальных
вычислительных сетей (ЛВС). Понятие и виды
сетевых топологий.
Сетевые операционные системы. Распределение
сетевых ресурсов.
Прикладное программное обеспечение ЛВС.
Информационные технологии файл-сервер и клиентсервер.
Понятие глобальной информационной сети Internet.