Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Компьютерные сети - Coggle Diagram
Компьютерные сети
Сетевое оборудование
В современных кабельных локальных сетях используется технология пакетной передачи данных, которая называется Ethernet.
Для подключения компьютера к кабельной сети он должен иметь сетевую карту (сетевой адаптер, англ, network interface card)
-
Для локальных сетей чаще всего используется восьмижильный кабель «витая пара», который представляет собой четыре пары скрученных проводов. Восьмиконтактный разъём с защёлкой часто называют RJ-45
-
-
Для передачи данных на большие расстояния применяют оптоволоконные кабели, в которых данные передаются с помощью светового луча. Свет идет внутри стенок стеклянного или пластикового цилиндра-световода.
-
Коммутаторы (свитчи) используются для объединения компьютеров в единую сеть по схеме «звезда», которая чаще всего применяется на практике. отличие от концентраторов («хабов», от англ, hub) коммутаторы передают пакет только тому узлу, которому он предназначен, а не дублируют на все выходы.
Для связи локальной сети с Интернетом необходим маршрутизатор, или роутер (англ. router). Задача маршрутизатора — определить дальнейший маршрут движения пакета и направить его на нужный выход (порт).
Какие бывают сети?
Персональные сети, объединяющие устройства одного человека (сотовые телефоны, карманные компьютеры, смартфоны, ноутбуки и т. п.) в радиусе не более 30 м; самый известный стандарт таких сетей - Bluetooth
Локальные сети, объединяющие, как правило, компьютеры в пределах одного или нескольких соседних зданий
Корпоративные сети - сети компьютеров одной организации (возможно, находящиеся в разных районах города или даже в разных городах)
Городские сети, объединяющие компьютеры в пределах города
Глобальные сети, объединяющие компьютеры в разных странах; типичный пример глобальной сети - Интернет
Типы локальных сетей
-
Для того чтобы организовать локальную сеть, нужно использовать сетевую операционную систему, которая поддерживает:
1.сетевое оборудование (например, сетевые карты);
2.сетевые протоколы обмена данными;
3.доступ к удалённым ресурсам (папкам, принтерам и т. п.).
В небольших организациях часто используют одноранговые сети (на 10-15 компьютеров), в которых все компьютеры равноправны, каждый может выступать как в роли клиента, так и в роли сервера.
Достоинства одноранговых сетей: 1.низкая стоимость; 2.простота настройки и обслуживания; 3.независимость компьютеров друг от друга; 4.не нужно сложное программное обеспечение.
Недостатки одноранговых сетей: 1.сложность управления и настройки прав доступа (нет единого центра, нужно создавать учётные записи для всех пользователей на каждом компьютере); 2.низкая защищённость данных; 3.резервное копирование данных нужно выполнять на каждом компьютере.
В крупных организациях используют сети с выделенными серверами, в которых один или несколько мощных компьютеров играют роль серверов, а остальные используют их ресурсы.
Такие сети обладают серьёзными достоинствами: 1.основная обработка данных выполняется на серверах; 2.через сеть передаются только нужные данные; 3.упрощается модернизация системы: достаточно переоборудовать серверы; 4.повышенный уровень безопасности: права на доступ к данным устанавливаются на сервере; 5.клиенты могут использовать различное оборудование и операционные системы; 6. резервное копирование данных нужно выполнять только на серверах.
В то же время есть недостатки: 1.высокая стоимость серверного оборудования; 2.сложность настройки и обслуживания сервера; 3.при выходе сервера из строя служба, которую он обеспечивал, не работает.
Важная возможность сетевых ОС — терминальный доступ, при котором пользователь со своей рабочей станции запускает программу на сервере и получает на своём экране результаты её работы.
Основные понятия
Для передачи данных между компьютерами могут использоваться: 1.Тлефонная линия 2.Специальные электрические кабели 3.Оптоволокно 4.Радиоволны
Компьютерная сеть - это группа компьютеров, соединенных линиями связи.
Объединяя компьютеры в сеть, мы получаем следующие преимущества: 1.Быстрый обмен данными между компьютерами без использования сменных носителей 2.Совместное использование ресурсов 3.Электронную почту и другие способы сетевого общения
В то же время существуют и недостатки: 1.Необходимы денежные затраты на сетевое оборудование и программное обеспечение 2.Снижается безопасность данных, поэтому компьютеры, на которых ведутся секретные разработки, не должны быть подключены к сети 3.Для настройки сети и обеспечения ее работы необходим высококвалифицированный специалист - системный администратор
Системный администратор обычно решает следующие задачи: 1.Устанавливает и настраивает программное обеспечение 2.Устанавливает права доступа пользователей к ресурсам сети 3.Обеспечивает защиту информации 4.Предотвращает потерю данных в случае сбоя электропитания 5.Переодически делает резервные копии данных на DVD-дисках, съемных жестких дисках 6.Устраивает неисправности в сети
Протоколы
В Интернете в качестве стандарта принят протокол TCP/IP, разработанный в 1974 г. На самом деле, это не один протокол, а целое семейство, название которого происходит от двух самых важных протоколов — TCP (англ. Transfer Control Protocol — протокол управления передачей) и IP (англ. Internet Protocol — межсетевой протокол).
Задача драйвера TCP — установить соединение с удалённым компьютером и обеспечить доставку данных. Передаваемый блок данных разбивается на пакеты (размер пакета обычно не превышает 1,5 Кбайт), и каждый пакет передаётся на следующий уровень — драйверу протокола IP, который посылает его в сеть по указанному адресу.
Протокол IP не гарантирует доставку пакетов, поэтому драйвер TCP должен (с помощью установленного соединения) проверить, что данные получены, и в случае сбоя передать пакет повторно. На другом конце соединения драйвер TCP «собирает» пакеты в единый блок данных и передаёт на уровень приложения (запрос дошёл до сервера).
Таким образом, в Интернете используется четырёхуровневая система протоколов, каждый из которых «занимается своим делом»: 1. уровень приложений — формат запросов и ответов, которыми обмениваются программы; 2.транспортный уровень (TCP) — правила пакетной передачи блоков данных без учёта их содержания; 3.сетевой уровень (IP) — правила выбора маршрута для отдельных пакетов без гарантии их доставки; 4. физический уровень — правила передачи отдельных байтов по кабельной, оптоволоконной или другой линии связи.
Обмен данными
Протокол - это набор правил и соглашений, определяющих порядок обмена данными в сети
Можно объединить в одну сеть устройства, которые используют разные протоколы обмена данными. Для этого требуется устройство-"переводчик", которое называют шлюзом
В современных сетях пересылаемые данные делятся на пакеты. Вместе с каждым пакетом передается его контрольная сумма - число, найденное по специальному алгоритму и зависящее от всех данных пакеты.
-
Общая шина
Шина - это линия связи, которую несколько устройств используют для обмена данными. В схеме "общая шина" компьютеры подключены к одному кабелю с помощью специальных разъемов. Чтобы сигнал не отражался от концов кабеля, их закрывают заглушками (терминаторами)
-
Достоинства схемы "общая шина" : 1.Самая простая и дешевая схемы 2.Небольшой расход кабеля 3.Легко подключать новые рабочие станции 4.При выходе из строя любого компьютера есть продолжает работать
Недостатки схемы "общая шина" : 1.При разрыве кабеля или выходе из строя терминатора вся сеть не работает 2.Низкий уровень безопасности (каждая рабочая станция имеет доступ ко всем данным, которые идут по сети) 3.Один канал связи на всех (при увеличении числа компьютеров падает скорость передачи; возможны конфликты, когда две рабочие станции хотят передать данные одновременно) 4.Сложно обнаруживать неисправности 5.Ограничение размера
Звезда
В схеме "звезда" есть центральное устройство, через которое идет весь обмен данными. На практике в центре чаще всего находится коммутатор. Коммутатор передает принятый пакет только адресату, а не всем компьютерам в сети
-
Достоинства схемы "звезда" : 1.При выходе из строя любой рабочей станции сеть остается работоспособной 2.Высокий уровень безопасности (каждая рабочая станция получает только "свои" данные, а не все, что передаются по сети) 3.Простой поиск неисправностей и обрывов
Недостатки схемы "звезда" : 1.Большой расход кабеля, высокая стоимость 2.При выходе из строя коммутатора вся сеть не работает 3.Количество рабочих станций ограниченно количеством портов коммутатора.
Кольцо
В схеме "кольцо" каждый компьютер соединен с двумя соседними, причем от одного он только получает данные, а другому только передает
-
Достоинства схемы "кольцо" : 1.Большой размер сети 2.Надежная работа при большом потоке данных, конфликты практически невозможны 3.Не нужно дополнительное оборудование
Недостатки схемы "кольцо" : 1.Для подключения нового узла нужно останавливать сеть 2.Низкая безопасность (все данные проходят через каждый компьютер) 3.Сложность настройки и поиска неисправностей
Беспроводные сети
Беспроводные сети используются там, где создание кабельной сети невозможно или невыгодно, например за пределами зданий, в исторических помещениях и т. п.
Самый популярный стандарт для беспроводных персональных сетей — Bluetooth, обеспечивающий обмен данными между 8 устройствами. Среди достоинств Bluetooth — низкая стоимость, удобство и простота в использовании, высокая надёжность.
В локальных беспроводных сетях применяют стандарт Wi-Fi. Для объединения компьютеров в беспроводную сеть чаще всего используют специальное устройство — точку доступа. Главная задача точки доступа — обеспечить мобильным компьютерам доступ к кабельной сети и выход в Интернет. Технология Wi-Fi широко используется как в офисах, так и в домашних сетях.
-
Что такое Интернет?
Слово Интернет (англ. Internet), обозначающее глобальную компьютерную сеть, возникло как сокращение Interconnected Networks — «объединённые сети» или «сеть сетей». В отличие от локальных сетей, элементы глобальной сети — не отдельные компьютеры, а сети.
Информация в Интернете хранится на серверах, связанных скоростными линиями связи.
Пользователь получает доступ к глобальной сети через провайдера. Существует несколько способов подключения к провайдеру: 1.с помощью ADSL-модема 2.через локальную сеть провайдера 3.с помощью беспроводных модемов
-
Серверы и клиенты
Сервер - это компьютер, предоставляющий свои ресурсы в общее использование.
Клиент - это компьютер, использующий ресурсы сервера.
В крупных локальных сетях используют несколько серверов, каждый из которых решает свою задачу: 1.Файловый сервер хранит данные и обеспечивает доступ к ним 2.Сервер печати обеспечивает доступ к общему принтеру 3.Почтовый сервер управляет электронной почтой 4.Серверы приложений выполняют обработку информации по запросам клиента
-
