Компьютерные сети. Сеть Интернет

1. Компьютерные сети. Сеть Интернет.

2. Компьютерные сети

Информационно-телекоммуникационная
сеть – технологическая система,
предназначенная для передачи по линиям
связи информации, доступ к которой
осуществляется с использованием средств
вычислительной техники.

3. Компьютерные сети

Вычислительная сеть (сеть передачи
данных) – система связи двух или более
компьютеров и/или компьютерного
оборудования (серверы, принтеры, факсы,
маршрутизаторы и другое оборудование).

4. Передача данных

Это перенос данных в виде двоичных сигналов
средствами электросвязи, как правило, для
последующей обработки средствами
вычислительной техники.
Передача данных может быть аналоговой или
цифровой (т.е., поток двоичных сигналов).
Поток сигналов может быть модулирован
посредством аналоговой модуляции, либо
посредством цифрового кодирования.

5. Передача данных

6. Виды сетей

Локальные сети (Local Area Networks) –
позволяют объединить информационные
ресурсы предприятия (файлы, принтеры,
БД) для повышения эффективности
применения вычислительной техники.
Глобальные сети (Wide Area Networks) –
позволяют обмениваться данными между
отдельными сетями, удаленными на
значительные расстояния.

7. Локальные сети

Локальные сети служат для объединения рабочих
станций, периферийных устройств, терминалов и
других устройств.
Характерные особенности локальной сети:
• Ограниченные географические пределы.
• Обеспечение пользователям доступа к среде с
высокой пропускной способностью.
• Постоянное подключение к локальным
сервисам.
• Физическое соединение рядом стоящих
устройств.

8. Глобальные сети

Глобальные сети служат для объединения
локальных сетей и обеспечивают связь
между компьютерами, находящимися в
локальных сетях.
Глобальные сети охватывают
значительные географические
пространства и обеспечивают
возможность связать устройства на
большом удалении друг от друга.

9. Сетевая топология

Топология сети (от греч. τόπος, место) –
описание конфигурации сети, схема
расположения и соединения сетевых
устройств.

10. Виды сетевой топологии

Существует множество способов
соединения сетевых устройств, из них
можно выделить 3 основных базовых
топологий:
шина
кольцо
звезда

11. Топология типа шина

Представляет собой общий кабель (шина или
магистраль), к которому подсоединены все
рабочие станции. Для предотвращения
отражения сигнала на концах кабеля
находятся терминаторы.

12. Топология типа шина

Отправляемое рабочей станцией сообщение
распространяется на все компьютеры сети. Каждый
компьютер проверяет, кому адресовано сообщение и если
ему, то обрабатывает его.
Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных,
применяется либо «несущий» сигнал, либо один из
компьютеров является главным и «даёт слово» остальным
станциям.

13. Топология типа шина

При построении больших сетей возникает
проблема ограничения на длину связи между
узлами, в таком случае сеть разбивают на
сегменты.
Сегменты соединяются различными
устройствами: повторителями,
концентраторами или хабами. Например,
технология Ethernet позволяет использовать
кабель длиной не более 185 метров.

14.  Достоинства топологии типа шина

Достоинства топологии типа шина
Небольшое время установки сети.
Дешевизна (требуется меньше кабеля и
сетевых устройств).
Простота настройки.
Выход из строя рабочей станции не
отражается на работе сети.

15. Недостатки топологии типа шина

Любые неполадки в сети, как обрыв
кабеля, выход из строя терминатора
полностью уничтожают работу всей сети.
Сложная локализация неисправностей.
С добавлением новых рабочих станций
падает производительность сети.

16. Топология типа шина

Сегмент компьютерной
сети, использующей
коаксиальный кабель в
качестве носителя и
подключенных к этому
кабелю рабочих станций. В
этом случае шиной будет
являться отрезок
коаксиального кабеля, к
которому подключены
компьютеры.

17.   Топология типа кольцо

Топология типа кольцо
Базовая топология
компьютерной сети, в
которой рабочие
станции подключены
последовательно друг к
другу, образуя
замкнутую сеть.

18. Топология типа кольцо

В кольце, в отличие от других топологий,
компьютер в сети получает данные от стоящего
предыдущим в списке адресатов и перенаправляет
их далее, если они адресованы не ему.
Список адресатов генерируется компьютером,
являющимся генератором маркера. Сетевой
модуль генерирует маркерный сигнал и передает
его следующей системе. Следующая система,
приняв сигнал, не анализирует его, а просто
передает дальше. Это так называемый нулевой
цикл.

19. Топология типа кольцо

Алгоритм работы – пакет данных,
передаваемый отправителем адресату,
начинает следовать по пути, проложенному
маркером. Пакет передаётся до тех пор,
пока не доберётся до получателя.

20. Достоинства топологии типа кольцо

Простота установки;
Практически полное отсутствие
дополнительного оборудования;
Возможность устойчивой работы без
существенного падения скорости
передачи данных при интенсивной
загрузке сети, поскольку использование
маркера исключает возможность
возникновения коллизий.

21. Недостатки топологии типа кольцо

Выход из строя одной рабочей станции, и
другие неполадки (обрыв кабеля),
отражаются на работоспособности всей
сети.
Сложность конфигурирования и
настройки.
Сложность поиска неисправностей.

22. Топология типа кольцо

Наиболее широкое
применение
получила в
оптоволоконных
сетях. Используется
в стандартах FDDI,
Token ring.

23. Топология типа звезда

Это базовая топология компьютерной сети,
в которой все компьютеры сети
присоединены к центральному узлу,
образуя физический сегмент сети.
Сегмент сети – логически или физически
обособленная часть сети.
Разбиение сети на сегменты
осуществляется с целью оптимизации
сетевого трафика и/или повышения
безопасность сети в целом.

24. Топология типа звезда

25. Топология типа звезда

Рабочая станция, которой нужно послать
данные, отсылает их на концентратор, а
тот определяет адресата и отдаёт ему
информацию.
В определённый момент времени только
одна машина в сети может пересылать
данные, если на концентратор
одновременно приходят два пакета, обе
посылки оказываются не принятыми и
отправителям нужно будет подождать
случайный промежуток времени, чтобы
возобновить передачу данных.

26. Топология типа звезда

Этот недостаток отсутствует на сетевом
устройстве более высокого уровня –
коммутаторе, который, в отличие от
концентратора, подающего пакет на все
порты, подает лишь на определенный порт
– получателю. Одновременно может быть
передано несколько пакетов. Сколько –
зависит от коммутатора.

27. Достоинства топологии типа звезда

выход из строя одной рабочей станции не
отражается на работе всей сети в целом.
хорошая масштабируемость сети.
лёгкий поиск неисправностей и обрывов в
сети.
высокая производительность сети (при
условии правильного проектирования).
гибкие возможности администрирования.

28. Недостатки топологии типа звезда

выход из строя центрального концентратора
обернётся неработоспособностью сети (или
сегмента сети) в целом.
для прокладки сети зачастую требуется
больше кабеля, чем для большинства других
топологий.
конечное число рабочих станций в сети (или
сегменте сети) ограничено количеством
портов в центральном концентраторе.

29. Топология типа звезда

Одна из наиболее
распространённых
топологий, поскольку
проста в обслуживании.
В основном используется
в сетях, где носителем
выступает кабель –
витая пара.

30. Архитектура файл-сервер

Архитектура файл-сервер только извлекает
данные из файлов так, что дополнительные
пользователи и приложения добавляют лишь
незначительную нагрузку на центральный
процессор. Данные перекачиваются с сервера
на клиента. Обработка данных выполняется на
клиенте. Каждый новый клиент добавляет
вычислительную мощность к сети.

31. Архитектура клиент-сервер

Клиент обращается к серверу с запросом.
Обработка данных выполняется на сервере и
клиенту передается только результат запроса,
что уменьшает трафик.

32. Интернет-технологии

33. Интернет

Это совокупность мировых компьютерных
сетей и сетевых служб.
Интернет является глобальной сетью,
объединяющей множество разнородных
локальных компьютерных сетей. Узловые
компьютеры этой сети, на которых и
хранится в различном виде информация,
называются серверами.

34. Интернет

Это сеть с пакетной коммутацией.
Ее отличительной особенностью является
высокая надежность. Если выходят из строя
некоторые линии связи или компьютеры, то
сообщения могут быть переданы по другим
каналам, поскольку всегда имеется несколько
путей передачи информации.
Правила доступа, представления и передачи
данных в сети регламентируются специальными
протоколами связи.

35. Сетевой протокол

Это набор правил, которыми пользуются
компьютеры в сети для связи друг с другом.
Существуют протоколы транспортного,
прикладного, сетевого уровней (каждую
функцию выполняет соответствующее
программное обеспечение). Наиболее
распространенными протоколами являются
протокол TCP/IP (Transmission Control
Protocol / Internet Protocol) и IPX (Internet
Packet Exchange).

36. Сетевой протокол

Так как Интернет – это сеть с пакетной коммутацией,
данные к пользователю могут прийти в любом порядке,
могут потеряться по пути и т. д. Протокол TCP/IP
занимается решением этих проблем. TCP/IP – это
группа протоколов, главными из которых являются TCP
(Transmission Control Protocol – протокол управления
передачей) и IP (Internet Protocol – межсетевой
протокол). TCP делает именно то, что обозначает его
имя, управляет передачей данных: отвечает за сборку
сообщения, отправку ответов и повторную
пересылку данных. Протокол IP отвечает за адрес в
Интернете. На его основании определяется, куда надо
отправлять пакеты.

37. Интернет

Интернетом называется объединение
сетей всего мира, в котором все
компьютеры «разговаривают» на
сетевом протоколе TCP/IP, а также
основанные на нём и доступные для
использования службы электронная
почта, Web и проч.).

38. Информационные ресурсы Интернета

Это совокупность информационных
технологий и баз данных, которые
доступны при посредстве этих
технологий.

39. Информационные ресурсы Интернета

«Всемирная паутина» WWW;
Электронная почта;
Система телеконференций (Usenet);
Хранилища файлов, расположенные на узлах
сети (практически все они бесплатны);
Различные базы данных и системы поиска
информации и полнотекстовые поисковые
системы по содержимому WWW и Usenet;
Инструменты выхода на другие средства связи –
факсовые, телеграфные, «бумажные» и прочие
шлюзы.

40. Гипертекстовый документ

Это электронный документ, содержащий
ссылки на другие документы, которые
выступают как бы в роли сносок.
Гипертекст – это нелинейный метод
доступа к информации.

41. Гипермедиа

Это то же, что и гипертекст, только с более
широкими мультимедийными
возможностями, например, с
использованием звука и графики.

42. Гипертекстовая информационная система World Wide Web

(Web, WWW, «всемирная паутина») – это собрание
гипертекстовых / гипермедиа документов, которые
расположены на серверах по всему Интернету.
Документы, расположенные на этих серверах,
содержат указатели (ссылки), которые связывают
их друг с другом. Вместе эти документы образуют
единое Web-пространство.
Эта система объединяет все Web-серверы сети.
Хранящиеся на Web-узлах документы называются
Web-страницами. Они являются основным и
наиболее распространенным типом
информационных ресурсов в Интернете.

43. Usenet – система телеконференций Интернет.

Телеконференции предназначены для свободного
общения пользователей на любые темы.
Пользователи Usenet свою конференцию называют
«группа новостей» (“newgroup”). Это постоянно
изменяющийся набор сообщений, входящих в область
интересов участников данной группы. Статья или
сообщение отправляется в телеконференцию
пользователем и становится доступной для всех
подписчиков данной группы. Таким способом
распространяется большинство сообщений Интернет,
например, списки часто задаваемых вопросов (FAQ).

44. Usenet – система телеконференций Интернет.

Подписка подразумевает процедуру оповещения
пользователя о появлении новых статей по
интересующей его теме. Некоторые группы имеют
редакторов, которые «просеивают» поступившие статьи
на предмет включения в список статей
телеконференции.
По своей структуре Usenet организована как
иерархический каталог, узлами которого являются
группы новостей. Сообщения в группе обычно не
задерживаются более нескольких дней. В Usenet нет
центрального места хранения, и информация
обращается по цепи «клиент–сервер–сервер–клиент».
Пользователь может подписаться на любом сервере на
любую группу новостей.

45. Система файловых архивов FTP

Это распределенный депозитарий
разнообразных данных, накопленных в сети.
Только объем программного обеспечения в
архивах FTP составляет терабайты
информации; кроме того, в FTP-архивах
можно найти стандарты Интернета (RFC),
пресс-релизы, книги по различным отраслям
знаний.

46. Информация в FTP-архивах

защищенная информация, режим доступа к которой
определяется ее владельцами и разрешается по
специальному соглашению с потребителем.
информационные ресурсы ограниченного
использования, т. е. пользователь может использовать
текущую версию на свой страх и риск, но никто не будет
оказывать ему поддержку.
свободно распространяемые информационные
ресурсы. К этим ресурсам относится все, что можно
свободно получить по сети без специальной регистрации.
Свободно распространяемое программное обеспечение
не имеет сертификата качества, но, как правило, его
разработчики открыты для обмена опытом.

47. Браузеры – программы просмотра Web-документов

Для доступа к Web необходим Web-браузер.
Это клиентская программа, с помощью
которой просматриваются Web-страницы.
В настоящее время существует много
различных браузеров под различные
операционные системы.
Наиболее популярные: Google Chrome,
Mozilla Firefox, Internet Explorer и Opera.

48. Браузеры – программы просмотра Web-документов

Web-сервер – это система, которая отвечает
на запросы клиента и выдает ему различные
страницы с информацией.
На первом этапе пользователь запрашивает
документы у Web-сервера путем ввода адреса
документа в виде унифицированного указателя
ресурса (uniform resource locator – URL). URL –
это адрес объекта. Он указывает, где
расположен объект, как его надо передавать и
каким образом задействовать.

49. Браузеры – программы просмотра Web-документов

После того, как было указано, какой документ
нужно получить, необходимо определить, где
он находится. Для этого браузер обращается к
списку доменных имён.
Доменным именем называется символьное
имя компьютера-узла сети. В то время как
символьные имена компьютеров
предназначены для облегчения пользователем
запоминания адресов и задания ссылок на них,
истинным адресом Web-сервера является
числовой IP-адрес.

50. IP-адрес

Каждый сервер, доступный в сети Интернет, имеет
свой уникальный IP-адрес, по которому к нему можно
подключиться с помощью протокола TCP/IP.
IP-адрес представляет собой последовательность из
четырех чисел в диапазоне от 0 до 255, разделенных
точками (например, 212.5.14.28).
IP-адрес имеют все серверы, а вот символьное имя
есть не у всех. Перевод имени в цифровое значение
или цифрового значения в имя называется
трансляцией адреса.

51. Процесс передачи и получения информации в Интернет

При наборе адреса в браузере за преобразование
имени в цифровое значение отвечает сервер
доменных имен.
Если всё пройдет успешно, будет найдена машина и к
ней направится запрос о документе. Общение между
Web-браузером и сервером идет с помощью
протокола HTTP (HyperText Transfer Protocol).
В результате будет выдан определённый по
умолчанию документ из указанного места на сервере.
Если у сервера запрашивается документ первого
уровня, то в результате будет получена так
называемая «домашняя страница» узла.

52. Процесс передачи и получения информации в Интернет

После того как запрос в формате HTTP будет передан
Web-серверу, тот разбирает запрос и определяет,
правильно ли он составлен. В отношении запроса могут
действовать некоторые ограничения. Поступил ли запрос
от адреса, с которым серверу «разрешено» разговаривать?
Правильно ли оформлен запрос? Существует ли вообще
запрашиваемый файл? Если что-то не так, сервер выводит
сообщение об ошибке.
Если запрос прошел все проверки, сервер пытается
выполнить его и ищет требуемый файл, а затем отправляет
результат обратно. К результату добавляется заголовок,
описывающий характер передаваемых данных. Сервер
отправляет браузеру не только запрошенную информацию.
Кроме неё он добавляет информацию о статусе запроса,
время его обработки, тип возвращаемых данных и так
далее.

53. Процесс передачи и получения информации в Интернет

Самое важное в этой дополнительной информации –
заголовок. Он оформляется в виде MIME-заголовка и
указывает тип данных, содержащихся в документе.
Например, когда Web-сервер отправляет клиенту HTMLданные, в MIME-заголовке прописывается тип text/html.
Браузер видит MIME-заголовок подобного типа и
рассматривает полученные данные как HTML-файл.
Браузер просматривает MIME-заголовок в поступающих
данных и определяет, что с ними нужно делать, при
помощи своей таблицы, где перечислены MIME-типы и
соответствующие им действия.

54. Протокол передачи гипертекста (HTTP)

Это язык, на котором пользовательская
программа разговаривает с Web-сервером, а
также формат ответов, которые выдает сервер.
Протокол HTTP – протокол уровня приложений.
Он определяет, как клиент должен запрашивать
данные у Web-сервера и как сервер должен их
выдавать.
Протокол HTTP не определяет, как данные
должны передаваться по сети; это относится к
ведению низкоуровневых транспортных
протоколов типа TCP.