КомпьютерныеСети_начало

1.

1
Компьютерные
сети
• Принципы построения компьютер
ных сетей
• Сеть Интернет
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

2.

2
Компьютерные
сети
Принципы построения
компьютерных сетей
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

3.

3
Компьютерные сети, 10 класс
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть – это группа компьютеров,
соединенных линиями связи.
Узел – это любое устройство, подключённое к сети
(компьютер, маршрутизатор и т.п.).
Типы сетей:
• персональные сети (PAN = Personal Area
Network), радиус до 30 м, Bluetooth
• локальные сети (LAN = Local Area Network) – в
одном или нескольких соседних зданиях
• сети провайдеров (WAN = Wide Area Network)
• глобальные сети – объединение сетей
провайдеров
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

4.

4
Компьютерные сети, 10 класс
«Общая шина»
Шина – это линия связи, которую несколько устройств
используют для обмена данными.
шина
терминатор
простота, дешевизна
небольшой расход кабеля;
легко подключать новые рабочие станции;
сеть работает при от отказе любого компьютера
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

5.

5
Компьютерные сети, 10 класс
«Общая шина»
при разрыве кабеля вся сеть не работает
один канал связи на всех
низкий уровень безопасности
сложно обнаруживать неисправности
ограничение размера (не более 185 м)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

6.

6
Компьютерные сети, 10 класс
«Звезда»
коммутатор
Коммутатор (свитч) передаёт пакеты только адресату!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

7.

7
Компьютерные сети, 10 класс
«Звезда»
сеть работает при отказе любой рабочей станции
высокий уровень безопасности
простой поиск неисправностей и обрывов
большой расход кабеля
высокая стоимость
при отказе коммутатора вся сеть не работает
количество рабочих станций ограничено
количеством портов коммутатора.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

8.

8
Компьютерные сети, 10 класс
«Дерево» = многоуровневая звезда
сервер
коммутатор
коммутатор
коммутатор
можно наращивать число компьютеров
коммутатор требует питания
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

9.

9
Компьютерные сети, 10 класс
«Кольцо»
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

10.

10
Компьютерные сети, 10 класс
«Кольцо»
большой размер сети (до 20 км)
надежная работа при большом потоке данных
не нужны коммутаторы
для подключения нового узла нужно
останавливать сеть
низкая безопасность
сложность настройки и поиска неисправностей
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

11.

11
Компьютерные сети, 10 класс
Обмен данными
Протокол – это набор правил и соглашений,
определяющих порядок обмена данными.
Шлюз (конвертер) – устройство, которое объединяет
сети с разными протоколами.
Пакетный режим
5
1
3
2
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
4
более равномерная
нагрузка на сеть
6
при сбое повтор 1 пакета
пакеты могут идти
разными маршрутами
http://kpolyakov.spb.ru

12.

12
Компьютерные сети, 10 класс
Пакетный режим
Состав пакета:
• адрес получателя
• адрес отправителя
• данные
• контрольная сумма
куда
откуда
контрольная
сумма
данные
CRC-32
=?
Размер пакета: до 1,5 Кбайт
нет
передать заново
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

13.

13
Компьютерные сети, 10 класс
Серверы и клиенты
Сервер ­– это компьютер, предоставляющий свои
ресурсы в общее использование.
• файловый сервер
• сервер печати
• почтовый сервер
• сервер приложений
Клиент – это компьютер, использующий ресурсы
сервера.
cервер
клиент
• отправить запрос
• вывести ответ
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
запрос
ответ
• получить запрос
• выполнить задание
• отправить ответ
http://kpolyakov.spb.ru

14.

14
Компьютерные сети, 10 класс
Что такое локальная сеть?
Локальная сеть объединяет компьютеры в одном или
нескольких соседних зданиях.
Сетевая ОС поддерживает:
• сетевое оборудование
• сетевые протоколы
• доступ к удалённым ресурсам
Windows, Linux, Mac OS
Типы локальных сетей:
• одноранговые
• с выделенным сервером
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

15.

15
Компьютерные сети, 10 класс
Сетевое оборудование
Ethernet (лат. aether — эфир)
10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с
!
1 Мбит/c = 1066 бит/c!
сетевая карта сетевой кабель
«витая пара»
патч-корд
разъем
RJ-45
коммутаторы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

16.

16
Компьютерные сети, 10 класс
Маршрутизатор
Маршрутизатор (роутер) – устройство, определяющее
дальнейший маршрут движения пакетов на основе
таблиц маршрутизации.
маршрутизатор
(шлюз)
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
Интернет
http://kpolyakov.spb.ru

17.

17
Компьютерные сети, 10 класс
Одноранговые сети
Все компьютеры равноправны, каждый может выступать
как в роли клиента, так и в роли сервера.
Разделяемые ресурсы:
! Установка прав доступа!
дешевизна
простота настройки и обслуживания
независимость компьютеров друг от друга
не нужно сложное программное обеспечение
обычно до 10-15 компьютеров
сложность управления и настройки прав доступа
низкая защищенность данных
резервное копирование на каждом компьютере
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

18.

18
Компьютерные сети, 10 класс
Сети с выделенным сервером
Роли серверов:
обработка данных на серверах
через сеть передаются только нужные данные
упрощается модернизация системы
права на доступ к данным на сервере
различное оборудование и ОС на клиентах
резервное копирование данных только на серверах
высокая стоимость серверного оборудования
сложность настройки и обслуживания сервера
при отказе сервера служба не работает
Windows Server, Linux Server, FreeBSD, Solaris
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

19.

19
Компьютерные сети, 10 класс
Терминальный доступ
терминальный сервер
«тонкий»
«тонкий»
клиент
клиент
«тонкий»
клиент
«тонкий»
клиент
• клиент: клавиатура + монитор, нет винчестера
• сервер: время процессора, ОЗУ, диски, принтеры и т.п.
дешевизна клиентов
проще администрирование
выше безопасность данных
при отказе сервера ничего не
работает
ошибки в настройках влияют на всех
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

20.

20
Компьютерные сети, 10 класс
Беспроводные сети
Bluetooth – персональные сети
•до 8 устройств
•радиус до 20 м
•скорость до 700 кбит/с
WiFi (Wireless Fidelity – «беспроводная точность»)
Интернет
точка доступа
Локальная
сеть
• радиус до 45 м (в помещении)
• скорость до 480 Мбит/с
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

21.

21
Компьютерные
сети
Сеть Интернет
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

22.

22
Компьютерные сети, 10 класс
Что такое Интернет?
InterNet = Interconnected Networks
взаимосвязанные
сети
Интернет – это глобальная сеть, объединяющая
компьютерные сети.
Каналы связи:
• электрические кабели
• оптоволоконные
• спутниковая радиосвязь
Провайдер – это фирма, предоставляющая
пользователям выход в Интернет через её
локальную сеть.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

23.

23
Компьютерные сети, 10 класс
Подключение к Интернету
Интернет
ADSL-модем
телефонная
телефонная станция
станция
Локальная
сеть провайдера
выделенная
линия
сплиттер
терминал
сплиттер
ADSL-модем
пассивная
оптическая
сеть (PON)
узел
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

24.

24
Компьютерные сети, 10 класс
Подключение через мобильную связь
Интернет
Локальная
сеть оператора
мобильной
связи
USB-модем
USB-модем
2G (2rd generation = 2-е поколение) – до 1 Мбит/с
3G – до 3,6 Мбит/с
4G – до 1 Гбит/с (Yota, Мегафон, МТС)
5G – до 20 Гбит/с
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

25.

25
Компьютерные сети, 10 класс
Из истории…
1960-е: ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network)
• разное аппаратное и программное обеспечение
• при подключении не требуются переделки
• нет единого центра живучесть
• пакетная передача данных
1969 г.: первый обмен данными (Калифорнийский
университет и Стэнфордский исследовательский
институте, 640 км)
1971 г.: электронная почта, Р. Томлисон, @
1974 г.: протоколы семейства TCP/IP
1984 г.: DNS – система доменных имён
1990 г.: Релком – первый провайдер в СССР
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

26.

26
Компьютерные сети, 10 класс
Из истории…
1991 г.: WWW = World Wide Web – система
обмена данными в виде гипертекста.
1994 г.: заказ пиццы Pizza Hut с доставкой
1995 г.: Интернет-магазины (Amazon)
2001 г.: Википедия
2013 г.: 39% жителей Земли используют
Интернет
147 млн сайтов
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
Т. Бернес-Ли
http://kpolyakov.spb.ru

27.

27
Компьютерные сети, 10 класс
Протоколы семейства TCP/IP
TCP (Transfer Control Protocol) – протокол управления
передачей данных
IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол
! Протокол IP не гарантирует доставку!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru

28.

28
Компьютерные сети, 10 класс
Протоколы семейства TCP/IP
компьютер
А
маршрутизаторы
М1
компьютер
М2
Б
браузер HTTP
уровень
приложений
HTTP сервер
драйвер TСP
транспортный
уровень
TСP драйвер
драйвер
IP
IP
драйвер
?
?
Компьютер A
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
сетевой
уровень
канальный
уровень
IP
IP
драйвер
?
?
драйвер
Компьютер Б
http://kpolyakov.spb.ru

29.

29
Компьютерные сети, 10 класс
Протоколы уровня приложений
HTTP (HyperText Transfer Protocol) – передача гипертекста
FTP (File Transfer Protocol) – передача файлов
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – отправка эл. почты
POP3 (Post Office Protocol Version 3) – приём эл. почты
IMAP (Internet Message Access Protocol) – приём эл. почты
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2025
http://kpolyakov.spb.ru