9-1_Компьютерные сети(1)

1. Компьютерные сети

1
Компьютерные
сети
Как работает компьютерная
сеть
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

2. Что такое компьютерная сеть?

2
Компьютерные сети, 9 класс
Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть – это группа компьютеров,
соединенных линиями связи.
Линии связи:
• электрические кабели
• оптическое волокно
• радиоволны (в беспроводных сетях)
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

3. Компьютерные сети – «за» и «против»

3
Компьютерные сети, 9 класс
Компьютерные сети – «за» и «против»
▪ обмен данными между компьютерами
▪ совместное использование ресурсов
• данные
• программы
• внешние устройства
▪ распределённые вычисления
▪ электронная почта
▪ затраты на сетевое оборудование
▪ снижается безопасность данных
▪ нужен системный администратор
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

4. Системный администратор

4
Компьютерные сети, 9 класс
Системный администратор
• устанавливает и настраивает ПО
• устанавливает права доступа
• обеспечивает защиту информации
• делает резервные копии данных
• восстанавливает данные в случае сбоев
• устраняет неисправности в сети
Сетевой администратор – занимается только
работой сети.
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

5. Типы сетей

5
Компьютерные сети, 9 класс
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;
беспроводные – Wi-Fi
• корпоративные сети – одна организация
• городские сети (MAN = Metropolitan Area Network)
• глобальные сети (WAN = Wide Area Network)
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

6. Обмен данными

6
Компьютерные сети, 9 класс
Обмен данными
Протокол – это набор правил и соглашений,
определяющих порядок обмена данными.
Пакетный режим
5
1
3
2
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
4
▪ большой файл не
блокирует сеть
▪ при сбое повтор 1 пакета
▪ пакеты могут идти
разными маршрутами
6
http://kpolyakov.spb.ru

7. Пакетный режим

7
Компьютерные сети, 9 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

8. Серверы и клиенты

8
Компьютерные сети, 9 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.
клиент
запрос
• отправить запрос
• вывести ответ
ответ
программа-клиент
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
cервер
• получить запрос
• выполнить задание
• отправить ответ
программа-сервер
http://kpolyakov.spb.ru

9. Терминальный сервер

9
Компьютерные сети, 9 класс
Терминальный сервер
управление
(клавиатура, мышь)
рабочий стол
cервер
• процессор
• ОЗУ
• долговременная
память
терминалы
(«тонкие» клиенты)
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

10. Компьютерные сети

10
Компьютерные
сети
Структуры сетей
(топология)
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

11. «Общая шина»

11
Компьютерные сети, 9 класс
«Общая шина»
Шина – это линия связи, которую несколько устройств
используют для обмена данными.
шина
▪ простота, дешевизна
▪ небольшой расход кабеля;
▪ легко подключать новые рабочие станции;
▪ сеть работает при от отказе любого компьютера
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

12. «Общая шина»

12
Компьютерные сети, 9 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)
!
Фактически используется в беспроводных сетях!
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

13. «Звезда»

13
Компьютерные сети, 9 класс
«Звезда»
сервер
коммутатор
Коммутатор (свитч) передаёт пакеты только адресату!
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

14. «Звезда»

14
Компьютерные сети, 9 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

15. «Дерево» = многоуровневая звезда

15
Компьютерные сети, 9 класс
«Дерево» = многоуровневая звезда
сервер
коммутатор
коммутатор
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
коммутатор
http://kpolyakov.spb.ru

16. «Кольцо»

Компьютерные сети, 9 класс
16
«Кольцо»
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

17. «Кольцо»

17
Компьютерные сети, 9 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

18. Компьютерные сети

18
Компьютерные
сети
Локальные сети
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

19. Что такое локальная сеть?

19
Компьютерные сети, 9 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

20. Одноранговые сети

20
Компьютерные сети, 9 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

21. Сети с выделенным сервером

21
Компьютерные сети, 9 класс
Сети с выделенным сервером
Роли серверов:
• файловые серверы
• почтовые серверы
• серверы баз данных
• серверы печати
• серверы приложений
•…
▪ 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

22. Терминальный доступ

22
Компьютерные сети, 9 класс
Терминальный доступ
терминальный сервер
«тонкий»
клиент
«тонкий»
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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

23. Беспроводные сети

23
Компьютерные сети, 9 класс
Беспроводные сети
Bluetooth – персональные сети
• до 8 устройств
• радиус до 10 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, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

24. Сетевое оборудование

24
Компьютерные сети, 9 класс
Сетевое оборудование
Ethernet (лат. aether — эфир)
10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с
! 1 Мбит/c = 10 бит/c!
6
сетевая карта
сетевой кабель
«витая пара»
патч-корд
разъем
RJ-45
коммутаторы
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

25. Маршрутизатор

25
Компьютерные сети, 9 класс
Маршрутизатор
Маршрутизатор (роутер) – устройство, определяющее
дальнейший маршрут движения пакетов на основе
таблиц маршрутизации.
маршрутизатор
(шлюз)
LAN
Интернет
WAN
LAN
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

26. Компьютерные сети

26
Компьютерные
сети
Глобальная сеть Интернет
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

27. Что такое Интернет?

27
Компьютерные сети, 9 класс
Что такое Интернет?
InterNet = Interconnected Networks
взаимосвязанные
сети
Интернет – это глобальная сеть, объединяющая
компьютерные сети.
распределённая
сеть
маршрутизаторы в
узлах сети
Данные хранятся не серверах (клиент-сервер).
Провайдер – это фирма, предоставляющая
пользователям выход в Интернет через её
локальную сеть.
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

28. Подключение к Интернету

28
Компьютерные сети, 9 класс
Подключение к Интернету
Интернет
ADSL-модем
телефонная станция
Локальная
сеть провайдера
сплиттер
кабельная
линия
сплиттер
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
ADSL-модем
оптическая
сеть (PON)
http://kpolyakov.spb.ru

29. Подключение через мобильную связь

29
Компьютерные сети, 9 класс
Подключение через мобильную связь
Интернет
Локальная
сеть оператора
мобильной
связи
USB-модем
EDGE – до 474 кбит/с
3G (3rd generation = 3-е поколение) – до 10 Мбит/с
4G (4th generation) – до 1 Гбит/с
5G (5th generation) – до 35 Гбит/с (Мегафон, тестирование)
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

30. Протоколы Интернета (TCP/IP)

30
Компьютерные сети, 9 класс
Протоколы Интернета (TCP/IP)
TCP (Transmisson Control Protocol) – протокол управления
передачей данных
• установка соединения
• разбивка файла на пакеты (около 1,5 Кбайт)
• доставка данных
• сборка файла из пакетов
IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол
• правила построения пакета
• система IP-адресов
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

31. IP-адреса

31
Компьютерные сети, 9 класс
IP-адреса
! Каждый узел имеет уникальный адрес!
3232262259
=110000001010100001101000011100112
11000000.10101000.01101000.011100112
192.168.104.115
? Каков интервал чисел в IP-адресе?
? Сколько байтов занимает IP-адрес?
0…255
4
IP-адрес содержит номер сети и код узла в
этой сети.
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

32. IP-адреса

32
Компьютерные сети, 9 класс
IP-адреса
IP-адрес присваивается не узлу, а каналу связи
(интерфейсу).
! Компьютер может иметь несколько IP-адресов!
кабельная сеть
маршрутизатор
192.168.104.11
сеть провайдера
Wi-Fi
10.12.130.55
195.35.120.153
! IP-адресов не хватает!
домашняя сеть
192.168.0.1
IP-адрес версии 6 (IPv6): 128-битные адреса
2001:0DB8:11A3:09D7:1F34:8A2E:07A0:765D
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

33. Доменные имена

33
Компьютерные сети, 9 класс
Доменные имена
1984 г. DNS = Domain Name System, система доменных имён
173.194.71.94
www.google.ru
Домен – это группа символьных адресов в Интернете.
.
уровень 1
com
net
ru
ua
уровень 2
spb
mail
msk
уровень 3
www
news
list
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
edu
org
корневой домен
by
http://kpolyakov.spb.ru

34. Домены верхнего уровня

34
Компьютерные сети, 9 класс
Домены верхнего уровня
Вид организации
Страна
.com коммерческие организации
.ru, рф Россия
.edu
образование
.ua Украина
.gov
правительство США
.by Белоруссия
.mil
военные ведомства США
.uk Великобритания
.net
сетевые организации
.it
Италия
.org
разные организации
.jp
Япония
.info информационные сайты
.cn Китай
.biz
бизнес
.ca Канада
.name личные сайты
.de Германия
.museum музеи
.ee Эстония
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

35. Преобразование адресов

35
Компьютерные сети, 9 класс
Преобразование адресов
Сервер DNS преобразует доменный адрес в IP-адрес.
www.google.com
DNS-сервер
1) запрос серверу DNS для
получения IP-адреса сайта 193.124.85.210
www.google.com
2) ожидание ответа
3) запрос Web-страницы по
полученному IP-адресу
172.194.71.104
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru

36. Преобразование адресов

36
Компьютерные сети, 9 класс
Преобразование адресов
www.google.com
2ip.ru/lookup
ycad-ba.narod.ru
csmsoft.narod.ru
opera-site.narod.ru
detki-help.narod.ru
seasoft.narod.ru
…
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
173.194.71.99
173.194.71.103
173.194.71.104
173.194.71.105
173.194.71.106
173.194.71.147
? Зачем?
193.109.247.225
2ip.ru/domain-list-by-ip
? Зачем?
http://kpolyakov.spb.ru

37. Домашняя работа

37
Компьютерные сети, 9 класс
Домашняя работа
1. Повторить презентацию
2. Подготовиться к проверочной работе. Для этого знать:
определения локальной сети, глобальной сети, протокола, провайдера,
сервер, клиент; все топологии, рисунок, достоинства и недостатки
© К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2017
http://kpolyakov.spb.ru