Организация глобальных сетей. Глобальные сети

Оставьте комментарий 6,950

Взаимодействие осуществляется на базе телефонной связи, оптоволоконных линий (проводная связь) и спутниковой, радиомодемной (беспроводная связь).

В основу архитектуры глобальной компьютерной сети положена модель взаимодействия открытых систем (OSI – Open Systems Interconnection) .

Это связано с многообразием вычислительных сетей и сетевых программных средств, т.е. с проблемой объединения сетей различных архитектур.

Открытая система – это система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами. Обмен между системами происходит по протоколам , т.е. набору правил, определяющему взаимодействие двух одноименных уровней модели OSI в различных абонентских ЭВМ.

Правила, определяемые в протоколе, реализуются в программе, называемой драйвером .

Модель OSI имеет семиуровневую структуру:

7 ‑ Прикладной (поддержка прикладных процессов, управляемых
конечным пользователем).

6 ‑ Представительный (синтаксис и интерпретация передаваемых данных).

5 ‑ Сеансовый (поддержки сеанса - диалога между удаленными
процессами)

4 ‑ Транспортный (обеспечение взаимодействия удаленных процессов)

3 ‑ Сетевой (маршрутизация, управление потоками данных)

2 ‑ Канальный (формирование кадров)

1 ‑ Физический (битовые протоколы передачи данных).

Концепция OSI предполагает стандартизацию протоколов всех уровней, однако, этому поддаются только 1 - 3 уровни, с остальными сложнее. Поэтому реально в сетях используются не все 7 уровней.

Основная идея этой модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль, в том числе и транспортной среде. Благодаря этому общая задача передачи данных расчленяется на отдельные легко обозримые задачи. Необходимые соглашения для связи одного уровня с выше- и нижерасположенными называют протоколом.

Протоколы физического уровня индивидуальны для каждого вида используемого коммуникационного оборудования (модем, сетевой адаптер, радиомодем и т.д.). Как правило, канальный, сетевой и транспортный уровни сетевого взаимодействия обеспечиваются драйверами соответствующих протоколов, входящих в операционную систему. Протоколы функционального уровня (сеансовый, представительный и прикладной) обеспечивают пользовательский интерфейс, сервис и услуги.

Система вычислительной сети эффективно управляет и координирует взаимодействие задач пользователей.

Глобальная сеть ИНТЕРНЕТ

Примером глобальной сети является Интернет . Логическая структура Интернет представляет собой некое виртуальное объединение, имеющее свое информационное пространство. Основные ячейки Интернет - ЛВС.

Глобальная сеть Интернет - это совокупность крупных "узлов", объединенных между собой каналами связи. Каждый "узел" – один или несколько компьютеров-серверов, которые работают под управлением сетевой ОС UNIX. Эти компьютеры называются главными или хост-компьютерами (host – хозяин). Управляет "узлом" (или подсетью "узлов") его собственник - организация, называемая провайдером . Провайдер обеспечивает клиентам доступ к услугам Интернет.

Провайдеры России сгруппированы по округам, например, в ЮФО 84 провайдера. Из них 11 - в Ростове-на-Дону. Для доступа в Интернет используются новейшие технологии (кроме известных - модем, выделенная линия), например, «Интернет из розетки» PLC (Power Line Communication). На уже имеющейся в здании электросети устанавливается специальное оборудование PLC, благодаря которому клиенты получают высокоскоростной доступ в Интернет в любой электрической розетке здания.

В состав глобальной сети Интернет входят миллионы компьютеров и сетей, работающих под управлением разных операционных систем, с различными форматами данных, на разных аппаратных платформах, поэтому в основу ее архитектуры положен многоуровневый принцип передачи сообщений. Базовый протокол Интернет ‑ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ‑ протокол управления передачей/межсетевой протокол.

Базовый протокол TCP/IP отвечает за

· разбивку исходного сообщения на пакеты (TCP),

· за физическую доставку пакетов на узел адресата (IP) и

· сборку исходного сообщения (TCP).

интернет сетевой протокол доменный

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, которая объединяет и обхватывает все страны мира и обеспечивает им связь.

На основе Интернета работает Всемирная паутина, она предоставляет доступ к информации и документам, расположенных на различных компьютерах, подключенных к Интернету. На английском World Wide Web, имеет аббревиатуру WWW.

Число пользователей превысило 2 миллиарда, а это означает, что почти половина населения Земли пользуются Интернетом.

Через Интернет можно найти любую информацию, скачать программы, решать деловые вопросы, связываться по веб-камере и многое другое, что пожелает пользователь.

Чтобы найти всю эту информацию, существуют специальные поисковые системы. Самая известная Google, этой системой пользуются 83,87 % населения мира.

Существует четыре вида компьютерных сетей:

a) Локальная сеть - связывает компьютеры, находящиеся примерно на расстоянии 50-100 метров в пределах одного здания.

b) Региональная сеть - связывает компьютеры, существующие в пределах района или города.

c) Корпоративная сеть - связывает компьютеры одной фирмы, корпорации и объединения фирм.

d) Глобальная сеть - она охватывает территории страны или нескольких стран, для использования информации в мировых масштабах. Эта сеть называется Internet.

Пользуясь Интернетом, мы пользуемся услугами Интернет-провайдера. Он подключает к своей сети клиентов, которые становятся частью провайдера.

Каждый пользователь Интернета заключает договор с определенным провайдером, о подключении его к сети. Обычно к сети подключаются через специальные кабели, телефонные линии, модемы, спутниковые антенны.

Все услуги Интернет построены на клиент-сервере.

Сервер - компьютер, подключенный к сети, предоставляющий доступ к ресурсам.

Клиент - компьютер пользователя, или программное обеспечение, формирует запросы и обрабатывает полученные данные.

Вся информация хранится на серверах, они имеют свои адреса и управляются специальными программами. Обмен информации на серверах происходит при помощи высокоскоростных каналах связи.

Отдельные пользователи подключаются к сети через компьютеры местных Интернет-провайдеров, которые имеют постоянное подключение. Региональный провайдер подключается к провайдеру национального масштаба. Национальные объединяются в сети транснациональных или провайдеров первого уровня. Объединение сетей первого уровня соединяются в глобальную сеть.

Для передачи данных по сети между компьютерами разных типов существуют протоколы.

Протокол - наборы правил и соглашений, описывающие, каким образом происходит передача данных по сети. Протоколы предназначены для взаимодействия между собой компьютеров разных типов.

Для передачи данных в Интернет для компьютера нужен специальный идентифицированный уникальный номер.

Для этого была принята система IP-адресов, в которой каждый адрес состоит из набора четырех, разделенных точкой, чисел. Каждое число должно быть из диапазона 0-255. Например, 217.23.130.1.

Организация сложных связей в глобальных сетях. В глобальных сетях связь между ЛВС осуществляется посредством мостов.

Мосты - представляют собой программно аппаратные комплексы, которые соединяют ЛВС между собой, а также ЛВС и удаленные рабочие станции РС, позволяя им взаимодействовать друг с другом для расширения возможностей сбора и обмена информацией.

Мост обычно определяется как соединение между двумя сетями, которые используют одинаковый протокол взаимодействия, одинаковый тип среды передачи и одинаковую структуру адресации.

Существует два базовых типа мостов NETWARE n внутренний n внешний.

Если мост располагается в файловом сервере - внутренний мост. Если мост располагается в рабочей станции - внешний мост. Внешние мосты и их ПО устанавливаются в рабочей станции, которая функционирует не как файловый сервер. Поэтому внешний мост может передавать данные более эффективно, чем внутренний.

Существуют выделенные и совмещенные мосты.

Выделенный -это ПК, использующийся как мост, не может функционировать как рабочая станция. Совмещенный - может функционировать и как мост и как рабочая станция - одновременно. Преимущество ограничиваются издержки на покупку дополнительного компьютера. Недостаток отсутствие потенциальных возможностей рабочей станции, размещенной в нем. Когда прикладная программа на РС зависает и вызывает остановку РС, функционирующей как мост программа моста также останавливает операции.

Этот сбой прерывает разделение данных между сетями, а также прерывает сеансы работы РС, которые связаны через мост с файловым сервером. Поскольку выделенный мост не используется как РС, то никакие ПП не вызовут такой сбой и не прервут работу. Выбирая мост, необходимо сопоставить стоимость оборудования и риск возможности сбоя моста. Локальный мост передает данные между сетями, которые расположены в пределах ограничений кабеля по расстоянию. Локальные мосты применяются в следующих случаях 1 для разделения больших сетей на две и более подсетей с целью увеличения быстродействия и уменьшения стоимости линий связи. Например, в одной организации различные отделы разделяют одну и ту же сеть. Т.к. большие сети медленнее малых, то есть возможность выделить в небольшие подсети компактно расположенные отделы.

Используя локальный мост Netware, отделы могут продолжать разделять данные таким образом, как если бы они работали в одной сети, приобретая при этом быстродействие и гибкость, присущие малой сети. 2 с помощью локального моста можно расширить физические возможности сети. Если сеть Netware имеет максимально допустимое число узлов, поддерживаемое её аппаратной схемой адресации и есть необходимость в добавлении ещё нескольких узлов, то для расширения такой сети используется мост Netware.

При этом включение в сеть дополнительного файлового сервера необязательно. 3 объединение сетей в интерсеть. Чтобы пользователи каждой сети могли получить доступ к информации других сетей, необходимо связать эти сети, образуя интерсеть. Удаленные мосты применяются, когда расстояние не позволяет соединять сети посредством кабеля.

Например соединение сети в г. Костроме с сетью г. Новгорода поставит перед необходимостью в использовании удаленного моста, так как ограничение по длине кабеля для локального моста будет превышено. Удаленный мост использует промежуточную среду передачи телефонные линии для соединения с удаленной сетью или удаленными РС. При связи сети с удаленной сетью необходимо установить мост на каждом конце соединения, а при связи сети с удаленной РС - мост требуется только на сети. Выбор модемов для организации удаленного взаимодействия должен определяться характеристиками и типом каналов связи, а также требованиями к возможностям модемов и их стоимости.

Примечание V - до 2400 бод - телеф. каналы связи 1бод 1бит сек, используются с низко и средне - скоростными ассинхронными модемами ассинхронный V - до 19,2 бод - в выделенных линиях, синхронный обычно телефонная линия, имеющая максимальную скорость V 64 Кбит с, либо коммутируемая телеф. линия со скоростью передачи данных V 9600 бит с. Удаленные мосты Netware поддерживают два вида методов последовательной передачи ассинхронный и синхронный.

Основное различие между мостом в защищенном protected - mode режиме и мостом в реальном real - mode режиме заключается в количестве памяти, которое он может поддерживать. Защищенный мост позволяет добавлять память, в то время как реальный мост предоставляет минимум памяти. Мост в защищенном режиме.

ПО моста в защищенном режиме поддерживает стандартный 1Мбайт памяти моста 640 Кб ОЗУ доп. память Оно ПО также поддерживает установку плат памяти в общем объеме до 8 Мб. Этот объем дополнительной памяти позволяет иметь мост, на котором могут выполняться доп. процессы Valua Added Processes - VAP в объеме памяти вплоть до 7 Мб. Если планируется установить более чем один или два VAP - процесса, следует выбрать мост в защищенном режиме.

При этом необходимо определить доп. количество плат памяти. Число дополняемых плат зависит от того, сколько VAP-процессов планируется выполнять. Если будет выполняться более чем два VAP-процесса, необходимо установить по крайней мере одну плату. Примечание. Если требуется выполнять 4 VAP-процесса, например таких, как VAP печати и VAP обслуживания очереди, мост должен работать в защищенном режиме. Прежде чем использовать мост в защищенном режиме, необходимо убедиться в соответствии типа компьютера возможности работы в совмещенном режиме.

Мост в реальном режиме. ПО моста в реальном режиме поддерживает стандартные 640 Кб основной памяти, в этом случае в мосте может выполняться один или два дополнительных ориентированных процесса VAP . Мосты в реальном режиме могут быть как выделенными, так и совмещенными. Вычислительная сеть позволяет пользователям сети использовать в своих работах сервис сетевой печати. Сетевыми печатающими устройствами ПУ могут быть принтеры, плоттеры или любые периферийные устройства.

ПУ является сетевым, если оно подключено извне к рабочей станции РС или сети, и может быть использовано в интересах различных пользователей или групп пользователей сети с различных участков сети. Последние модели современных ПУ имеют большие функциональные возможности, высокую производительность. Они достаточно дороги и применение их в виде локальных будет сопряжено с большими материальными затратами. Сервис печати NETWARE позволяет сразу нескольким пользователям более эффективно использовать.

Например, один лазерный принтер фирмы XEROX, подключенный в сеть даст возможность сэкономить средства, не приобретая другие. Когда несетевая станция посылает запрос на печать на подключенный к ней принтер, этот запрос сразу же направляется на выполнение. Если пользователь будет работать с сетевыми принтерами, то информация, которую он выводит ПУ, будет направлена сначала в файловый или принт-сервер, а уже потом на принтер.

Когда принтер готов выполнять очередной запрос, принт-сервер выбирает задание на печать из очереди и посылает его на принтер, соответствующий данной очереди. Принт-сервер является составной частью программной компоненты файл-сервера, которая выбирает задания на печать из очереди и направляет их в принтер. Принт-сервер может также присутствовать в сети в виде специализированной рабочей станции, которая призвана обслуживать процесс печати в сети или он может быть совмещен с ПО моста.

В сети процесс сетевой печати может осуществляться и на принтерах, подключенным к обычным удаленным РС. Принт-сервер NETWARE увеличивает возможности печати сети, он может обслуживать до 16 принтеров, подключенных к различным компьютерам, включенным в сеть и может быть инсталлирован инсталляция - установка программного изделия на ПЭВМ на файл-сервере, мосту или специализированной РС. ПО принт-сервера обычно совмещено с ПО файлового сервера и использует VAP-процессы, загружаемые на файл-сервере.

VAP-процессы принт-сервера используют в процессе работы на файл-сервере или мосту до 128 К памяти, включая DOS при загрузке на мосту. Для каждого притера добавляется еще по 10 К. При использовании специализированного принт-сервера на РС для его работы требуется 200 К памяти, плюс по 10 К для каждого подключенного принтера. Эти цифры могут меняться в зависимости от загруженности принт-сервера. Удаленный принтер требует на своей РС 9 К памяти. Эта цифра включает и объем буфера, необходимый для работы принтера. Удаленный принтер будет функционировать при отключенном файловом сервере, если принт-сервер оформлен в виде специализированной РС или он инсталлирован на мосту.

В системе NETWARE процесс печати реализован следующим образом оболочка РС направляет файл по сети в файловый или принт-сервер, где он, согласно системному планированию, буферируется и ставится в очередь с параметрами задания для печати. При одновременной посылке информации пользователями на печать, запрос, полученный первым, будет обработан в первую очередь.

Все последующие запросы выстраиваются в очередь и будут в такой последовательности обработаны, если только они не получат высший приоритет. Рабочим заданием на печать служат характеристики, определяющие, как должна производиться печать. К ним относятся режим, формат, количество копий, а также указание конкретного принтера, который будет выполнять работу. Каждый пользователь создает задание на печать и направляет его в файл или принт-серверу, где оно уже ставится в очередь.

NETWARE версии 2.15 позволяет одному принтеру обслуживать несколько очередей, и одна очередь может обслуживаться несколькими принтерами. Например, при наличии нескольких запросов на печать, принтерам Printer0 и Printer1 может быть дано задание на выполнение очереди с более высоким приоритетом. Можно также определить, каким пользователям разрешено помещать задания на печать в каждую очередь. Любая очередь на печать должна быть спланирована с помощью специальных средств.

Можно установить соответствие между очередями на печать и принтерами с помощью команд, которые вводятся с консоли файл-сервера, или из подготовленного файлa аutoexec.sys. 4.3.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Информационные технологии в экономике. Основы сетевых информационных технологий

ЛВС интенсивно внедряются в медицину, сельское хозяйство, образование, науку и др. Локальная сеть - LAN - Local Area Network, данное название.. В настоящее время информационно-вычислительные системы принято делить на 3.. TOP Technical and Office Protocol - протокол автоматизации технического и административного учреждения. МАР ТОР..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Тема: Принципы организации глобальных и локальных сетей

Вуз: Санкт-петербургская академия управления и экономики

Год и город: Мурманск 2009

Введение 3

1. Принципы построения компьютерных сетей 5

2. Локальная сеть 8

3. Глобальная сеть 9

Заключение 11

Библиографический список 12

Введение

Компьютерные сети появились сравнительно недавно, в конце 60-х годов и естественно, что они унаследовали много полезных свойств от других, более старых и распространенных телекоммуникационных сетей, а именно телефонных. В этом нет ничего удивительного, так как компьютер, как и телефон, является универсальным инструментом в руках своего хозяина и помогает ему общаться с друзьями, приобретать новых знакомых, удовлетворять любознательность и любопытство, делать покупки и т. д., и т. п.

В то же время компьютерные сети привнесли в телекоммуникационный мир нечто совершенно новое — неисчерпаемые запасы информации, созданные цивилизацией за несколько тысячелетий своего существования и продолжающие пополняться с растущей скоростью в наши дни. Этот эффект особенно проявился в середине 90-х, во время интернет-революции, когда стало ясно, что возможности свободного и анонимного доступа к информации и быстрому, хотя и письменному общению очень ценятся.

В настоящее время компьютерные технологии получили широкое распространение практически во всех областях деятельности человека. Менеджеры различных направлений, бухгалтеры, экономисты, инженеры- проектировщики, составители и хранители всевозможных документов, журналисты и издатели, научные работники и многие другие повышают эффективность своей работы с помощью персональных ЭВМ. Для этого применяются различные компьютерные технологии.

Современные информационные системы продолжают возникшую в 70-х гг. тенденцию распределенной обработки данных. Начальным этапом
развития таких систем явились многомашинные ассоциации - совокупность вычислительных машин различной производительности,
объединенных в систему с помощью каналов связи. Высшей стадией систем распределенной обработки данных являются компьютерные
(вычислительные) сети различных уровней - от локальных до глобальных.

В данной работе речь пойдет об «универсальных» технологиях, которые используются во многих сферах деятельности, предназначенные для коллективной работы пользователей в компьютерных информационно вычислительных сетях. Также рассмотрим принципы, стандарты и технологии организации локальных и глобальных вычислительных сетей.

1. Принципы построения компьютерных сетей

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:
1) Территориальная распространенность;
2) Ведомственная принадлежность;
3) Скорость передачи информации;
4) Тип среды передачи;
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными. Локальные - это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2, региональные - расположенные на территории города или области, глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети - сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя различную топологию сети (звездная, шинная, кольцевая и др.).

Следует различать компьютерные сети и сети терминалов (терминальные сети). Компьютерные сети связывают компьютеры, каждый из которых может работать и автономно. Терминальные сети обычно связывают мощные компьютеры (майнфреймы), а в отдельных случаях и ПК с устройствами (терминалами), которые могут быть достаточно сложны, но вне сети их работа или невозможна, или вообще теряет смысл. Например, сеть банкоматов или касс по продажи авиабилетов. Строятся они на совершенно иных, чем компьютерные сети, принципах и даже на другой вычислительной технике.

В классификации сетей существует два основных термина: LAN и WAN.
LAN (Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин "LAN" может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку - около шести миль (10 км) в радиусе; использование высокоскоростных каналов.
WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN - сети с коммутацией пакетов (Frame Relay), через которую могут "разговаривать" между собой различные компьютерные сети.
Термин "корпоративная сеть" также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

Рассмотренные выше виды сетей являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью. Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.

На рисунке 1, рассмотрим способы коммутации компьютеров и виды сетей.

Рисунок 1 -Способы коммутации компьютеров и виды сетей

2. Локальная сеть

К локальным сетям - Local Area Networks (LAN) - относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с. В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или Peer to Peer) сети и иерархические (многоуровневые).

Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в него во время загрузки ОС. Имя и пароль входа назначаются владельцем ПК средствами ОС. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, Windows’3.11, NovellNetWare Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядныхоперационных систем - Windows’95OSR2, Windows NT Workstation версии, OS/2) и некоторых других.

В иерархических локальных сетях имеется один или несколько специальных компьютеров-серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями. Сервер в иерархических сетях - это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются станциями или клиентами.

2. Глобальная сеть

Глобальные сети - Wide Area Networks (WAN) - объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети строятся на основе телефонных и телеграфных каналов общего назначения. Из-за низких скоростей таких линий связи в глобальных сетях (десятки килобит в секунду) набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, характерных для локальных сетей. Как правило, здесь применяются сложные процедуры контроля и восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по территориальному каналу связи связан со значительными искажениями сигналов.

Заключение

В контрольной работе рассмотрены сравнительные характеристики, достоинства и недостатки наиболее популярных сейчас информационных технологий: локальной компьютерной сети и глобальной компьютерной сети.
Существует много других эффективных и полезных технологий, число их увеличивается с каждым днем, поэтому, чтобы не отстать от ритма современной жизни, нужно постоянно быть в курсе новинок технических средств ПЭВМ, системного программного обеспечения и прикладных компьютерных технологий.

Библиографический список

1. Симонович, С. В. Интернет у вас дома. / С. В. Симонович, В. И. Мураховский - М. : АСТ - Пресс Книга, 2002. - 105 с.

2. Палтиевич, А. Р. Основы информатики: учебное пособие / А. Р. Палтиевич, А. В. Соколов. - М. : ФОРУМ; ИНФРА - М, 2005. - 80 с.

3. Могилев, А. В. Информатика: учебное пособие / А. В. Могилев, Е. К. Хеннер, Н. И. Пак - М. : Академия, 2006. - 336 с.

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Если Контрольная работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

Тема 1. ИСТОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ГЛОБАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

1. История развития глобальных сетей

2. Технологическая основа Интернет

1. История развития глобальных сетей

Как и множество других технологических изобретений, глобальные компьютерные сети вышли из недр исследовательских проектов сугубо военного назначения. Запуск в Советском Союзе первого искусственного спутника Земли в 1957 году ознаменовал начало технологического соревнования между СССР и США. В 1958 году для проведения и координации научно-исследовательской деятельности в военной области при Министерстве обороны США было выделено специальное Агентство Передовых Исследовательских Проектов (Advanced Research Projects Agency – ARPA). В его ведении, в частности, находились и работы по обеспечению безопасности связи и коммуникации в случае начала ядерной войны. Такая система передачи данных должна была обладать максимальной устойчивостью к повреждениям и быть способной функционировать даже при полном выведении из строя большинства своих звеньев.

В 1967 году для создания сети передачи данных было решено использовать разбросанные по всей стране компьютеры ARPA, соединив их обычными телефонными проводами. Работы по созданию первой глобальной компьютерной сети, получившей название ARPANet, велись быстрыми темпами и уже к 1968 году появились ее узлы, первый из которых был построен в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (University of California in Los-Angeles, UCLA), второй – в Стенфордском исследовательском институте (Stanford Research Institute, SRI). В сентябре 1969 года состоялась передача первого компьютерного сообщения между этими центрами, что фактически ознаменовало рождение сети ARPANet. К декабрю 1969 г. ARPANet насчитывала 4 узла, в июле 1970 г. – восемь, а в сентябре 1971 г. уже 15 узлов. В 1971 году программистом Рэем Томлисоном (Ray Tomlison) разработана система электронной почты, в частности, в адресации впервые использован значок @ («коммерческая эт»). В 1974 году было открыто первое коммерческое приложение ARPANet – Telnet, обеспечивающее доступ к удаленным компьютерам в режиме терминала.

К 1977 году Сеть объединяла уже десятки научных и военных организаций, как в США, так и в Европе, а для связи использовались уже не только телефонные, но также спутниковые и радиоканалы. 1 января 1983 года было ознаменовано принятием единых Протоколов Обмена Данными – TCP/IP (Transfer Control Protocol / Internet Protocol).

Рис. 1- Схема узлов и каналов связи сети ARPANet в 1980 году.

Выдающееся значение этих протоколов заключалось в том, что с их помощью разнородные сети получили возможность производить обмен данными друг с другом. Именно этот день фактически явялется днем рождения Интернет, как сети, объединяющей глобальные компьютерные сети. Не даром одним из наиболее емких и точных определений Интернет является «сеть сетей».

В 1986 году Национальным Фондом Науки США (The National Science Foundation – NSF) была запущена в эксплуатацию NSFNet, связавшая компьютерные центры по всем Соединенным Штатам с «суперкомпьютерами». NSFNet изначально базировалась на TCP/IP, то есть была открыта для включения новых сетей, но первоначально была доступна лишь для зарегистрированных пользователей, в основном, университетов. Вся военная часть выделилась в MILNet, которая отошла исключительно в ведение американских военных организаций. NSFNet являлась высокоскоростной компьютерной сетью, базирующейся на суперкомпьютерах, соединенных оптоволоконными кабелями, радио- и спутниковой связью. До 1995 года она составляла основу Интернет в Соединенных Штатах – была «хребтом» (backbone) американской части глобальных компьютерных сетей (у других стран имелись собственные «хребты»). В 1996 году NSFNet была приватизирована, а научным организациям было предписано договариваться о доступе к информационным магистралям с коммерческими Интернет-провайдерами. В академических кругах это решение признано ошибочным, и практически с того же года ведутся эксперименты по воссозданию некоммерческой сети научных и образовательных учреждений, под условным названием Интернет-2.

Рис. 2 – Компьютерная сеть NSFNet в середине 90-х годов

Мощное сочетание спутниковых и оптико-волоконных каналов позволило создать в США единое цифровое пространство.

До середины 1990 годов Интернет был доступен относительно узкому академическому сообществу, а его наполнение не отличалось богатством и разнообразием. Обмен электронными письмами, общение в группах новостей по интересам с помощью текстовых сообщений, доступ к ограниченному числу серверов по telnet и получение файлов по FTP (File Transfer Protocol – Протокол Передачи Файлов) были уделом энтузиастов до 1991 года, когда появился Gopher, приложение, впервые позволившее свободно перемещаться по глобальным сетям без предварительного знания адресов необходимых серверов. Поначалу не привлекло особого внимания и объявление о разработке нового приложения – Всемирной паутины (World Wide Web – WWW), сделанного в 1991 году в Европейском центре ядерных исследований (European Center for Nuclear Research, CERN). Созданный специалистом CERN Тимом Бернерсом-Ли (Tim Berners-Lee) Протокол Передачи Гипертекста (HyperText Transmission Protocol – http) предназначался для обмена информацией среди физиков, трудившихся в удаленных друг от друга лабораториях. Однако в 1992-93 годах WWW еще по-прежнему представлял собой черно-белый текстовой ресурс. Ситуация значительно изменилась в 1993 году, после того как в Национальном центре суперкомпьютерных приложений (National Center for Supercomputing Applications, NCSA) был создан первый графический интерфейс к World Wide Web – браузер Mosaic. Mosaic оказался настолько популярен, что один из разработчиков программы Марк Андриссен (Mark Andreessen) основал компанию Netscape, занявшуюся разработкой аналога Mosaic – браузера Netscape Navigator.

Повсеместное использование Интернет широкими массами пользователей фактически началось в 1994 году с созданием нового браузера – Netscape Navigator. Его появление не только упростило доступ к информации Всемирной паутины, но, главное, позволило размещать в виртуальной вселенной практически все виды данных. На смену текстовым черно-белым приложениям пришла многокрасочная среда, наполненная графикой, анимацией, аудио- и видеоданными. Такая среда сразу же привлекла большее число пользователей, что в свою очередь стимулировало еще большее число организаций и частных граждан размещать в Сети свои данные. Получилась своеобразная замкнутая спираль, каждый последующий виток которой значительно превышает предшествующий.

Этот процесс продолжается и поныне, захватывая все новые и новые страны. Еще в июле 2002 года Сеть насчитывала более 172 миллионов хостов (компьютеров, имеющих оригинальный IP-адрес), а число пользователей равнялось 689 миллионам человек, из более чем 170 стран мира, что составляло на тот момент 9 % населения Земли. По данным компании Nua.com рубеж в 1 миллиард был преодолен в 2005 году.

2. Технологическая основа Интернет

С технической точки зрения, Интернет сегодня представляет собой миллионы находящихся в разных частях планеты компьютеров, которые связаны друг с другом волоконно-оптическими, спутниковыми или телефонными каналами. У Сети нет единого центра и единой администрации. Общую координацию его деятельности осуществляют международные организации, членами которых являются наиболее авторитетные эксперты из разных стран. Так, например, Internet Research Task Force занимается проблемами развития семейства протоколов TCP/IP, Internet Engineering Task Force – проблемами новых стандартов и протоколов, Internet Corporation for Assigned Names and Numbers – распределением адресного пространства в глобальном масштабе. Ключевые вопросы, представляющие всеобщий интерес для пользователей Интернет, вначале обсуждаются высококвалифицированными экспертами, а затем, в случае одобрения, принимаются сообща руководством наиболее авторитетных сетей. Остальные вправе присоединиться к новшествам или проигнорировать их, оказавшись, таким образом, в изоляции.

В основе передачи данных в глобальных сетях лежит технология коммутации пакетов . Каждый передаваемый файл разбивается на небольшие порции, которые помещаются в пакет, содержащий адреса как отправляющего, так и принимающего компьютера. Пакеты путешествуют по сети самостоятельно, что фактически исключает возможность их безвозвратной утраты: при потере одного пакета он может быть легко переслан повторно. Поскольку каждый пакетик пересылается независимо от других и вперемешку с тысячами подобных, по одному телефонному кабелю одновременно могут работать большое число пользователей, совершенно не замечая этого. Это, помимо прочего, обеспечивает и относительную дешевизну передачи данных по Интернет, например, стоимость посылки электронного письма ничтожна по сравнению со стоимостью пересылки по факсу сообщения равного объема.

Глобальные компьютерные сети изначально разрабатывались таким образом, чтобы выход из строя их отдельных участков не приводил к полной остановке всей системы. По этой причине изначально была выбрана идеология, согласно которой все узлы Сети имели равные права относительно друг друга. Отсутствие «главных» компьютеров делает всю систему устойчивой, так как вывод из строя подобных центров мог бы привести к разрушению всей сети.

Устойчивость работы достигается за счет системы маршрутизации, которая лежит в основе управления потоками данных в глобальных сетях. Эта система в автоматизированном режиме регулирует пересылку потоков пакетов с компьютера на компьютер по указанным адресам.

Ее основными элементами являются маршрутизаторы, которые, располагаясь на узлах Сети, содержат постоянно актуализируемую информацию о текущем состоянии компьютеров сетевого окружения и каналов связи. Опираясь на таблицы маршрутизации, потоки данных направляются к цели оптимальными на данный момент путями в обход временно поврежденных участков. Именно эта технология обеспечивает высокую устойчивость глобальной сети, в которой отдельные узлы и линии связи могут выйти из строя, но вся сеть при этом не теряет своей работоспособности, автоматически осуществляя доставку данных в обход поврежденных участков.

Каждая входящая в Интернет сеть самостоятельно заботится о решении своих технологических, организационных и финансовых проблем. В их собственности или аренде находится все необходимое для передачи данных: каналы связи, мощные сервера и маршрутизаторы, осуществляющие регулирование информационных потоков.

Бюджет сетей формируется за счет платы, взимаемой с конечных пользователей, которыми являются как целые организации, так и отдельные граждане. Конечный пользователь, оформивший контракт с определенным поставщиком доступа в Интернет (Internet Service Provider – ISP) в каждом случае соединяется только с местной сетью, предоставляемой провайдером. Все остальное – дело аппаратного и программного обеспечения, обеспечивающего беспрепятственное путешествие по виртуальному миру: для клиента любые переходы от сети к сети становятся абсолютно прозрачными. Финансовые взаиморасчеты между самими сетями практически полностью повторяют отношения между почтовыми ведомствами разных стран: получая плату с одного клиента в одной стране, почтовые службы производят взаимные расчеты, исходя из объемов переданной друг другу корреспонденции.

Введем определение компьютерной сети:

Сеть представляет собой совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных. Средства передачи данных в общем случае могут состоять из следующих элементов: связных компьютеров, каналов связи (спутниковых, телефонных, цифровых, волоконно-оптических, радио- и других), коммутирующей аппаратуры, ретрансляторов, различного рода преобразователей сигналов и других элементов и устройств.

Архитектура сети ЭВМ определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

Современные сети можно классифицировать по различным признакам: по удаленности компьютеров, топологии, назначению, перечню предоставляемых услуг, принципам управления (централизованные и децентрализованные), методам коммутации (без коммутации, телефонная коммутация, коммутация цепей, сообщений, пакетов и дейтаграмм и т. д.), видам среды передачи и т. д.

Интернет - это объединение множества подсетей, обеспечивающее распространение информационных потоков по всему земному шару. Интернет, называемый также глобальной сетью, имеет в своем составе десятки миллионов узловых компьютеров, обслуживающих сотни миллионов пользователей.

Internet – этo глoбaльнaя кoмпьютepнaя ceть. Бoлee фopмaльнo этo зaфикcиpoвaнo в oпpeдeлeнии Internet, кoтopoe былo дaнo Фeдepaльным coвeтoм пo инфopмaциoнным ceтям (Federal Networking Council) 24 oктябpя 1995 г.: «Internet – глoбaльнaя инфopмaциoннaя cиcтeмa, чacти кoтopoй лoгичecки взaимocвязaны дpyг c дpyгoм пocpeдcтвoм yникaльнoгo aдpecнoгo пpocтpaнcтвa, ocнoвaннoгo нa пpoтoкoлe Internet Protocol (IP) или eгo пocлeдyющиx pacшиpeнияx, cпocoбнaя пoддepживaть cвязь c иcпoльзoвaниeм кoмплeкca пpoтoкoлoв Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/ IP), иx пocлeдyющиx pacшиpeний или дpyгиx IP-coвмecтимыx пpoтoкoлoв, и кoтopaя oбecпeчивaeт, иcпoльзyeт или дeлaeт дocтyпным, пyбличнo или чacтным oбpaзoм, кoммyникaциoнный cepвиc выcoкoгo ypoвня».

Дpyгими cлoвaми, Internet – этo взaимocвязь ceтeй, бaзиpyющиxcя нa eдинoм кoммyникaциoннoм пpoтoкoлe – TCP/IP.

Еcли нa Internet cмoтpeть c тoчки зpeния пoльзoвaтeля, тo oн пpeдcтaнeт кaк глoбaльнoe cpeдcтвo oбмeнa инфopмaциeй, кaк нeкaя «инфopмaциoннaя cyпepмaгиcтpaль». Онa, c oднoй cтopoны, дaeт пoльзoвaтeлям вoзмoжнocть oбщaтьcя мeждy coбoй, coздaвaть виpтyaльныe cooбщecтвa, a c дpyгoй – иcпoльзoвaть нaxoдящyюcя в Internet инфopмaцию или пpeдcтaвлять ee дpyгим. Сeгoдня в дoпoлнeниe к этим oпpeдeлeниям мoжнo дoбaвить нoвoe: Internet – мoщный и пepcпeктивный инcтpyмeнт бизнeca.

Вceм этим oпpeдeлeниям Internet oбязaн cвoим cocтaвным чacтям, кaждaя из кoтopыx выпoлняeт pяд фyнкций, нeoбxoдимыx, чтoбы кoнeчный пoльзoвaтeль мoг бeз ocoбoгo тpyдa и глyбoкoгo знaния пpимeняeмыx тexнoлoгий пoлyчить дocтyп кo вceм вoзмoжнocтям этoгo пpeкpacнoгo cpeдcтвa.

В сетях обычно выделяется один или несколько компьютеров, предназначенных для обслуживания других компьютеров сети. Такие компьютеры называются сетевыми серверами (от слова serve - обслуживать, снабжать). Чтобы сервер выполнял свои функции, на нем должно быть установлено программное обеспечение сервера. Как правило, в качестве сервера выбирают компьютер с более высокой производительностью, большими объемами оперативной памяти и жестких дисков. Основными задачами серверов являются хранение данных и обработка запросов.

Остальные компьютеры сети (кроме серверов) называются рабочими станциями. Рабочие станции могут не иметь жестких дисков и вообще дисководов. Первичная загрузка таких рабочих станций производится по локальной сети. Однако в большинстве случаев в качестве рабочих станций используются полноценные компьютеры, которые могут работать как в сети, так и в автономном режиме (отключенными от сети). В сетях с сервером рабочие станции выступают как клиенты сети, поэтому о таких сетях говорят, что это сети типа клиент-сервер.

Оператор рабочей станции (клиент) имеет доступ к определенным ресурсам сервера. Посылая запрос на сервер,он получает отклик. Таким образом, клиент может пользоваться программами и данными, хранящимися на сервере, может выполнять печать на сетевых принтерах, работать с базами данных и т. д.

Чтобы компьютерная сеть могла работать, недостаточно одного оборудования и линий связи. Необходимо еще соответствующее программное обеспечение, которое «заставит» сеть функционировать нужным образом. Прежде всего, на каждом компьютере, входящем в сеть, должна быть установлена операционная система. Все современные ОС (например, Windows , UNIX ) поддерживают работу в компьютерной сети.

Как компьютеры, обменивающиеся сообщениями, понимают друг друга? Это возможно благодаря тому, что они используют один и тот же «язык», называемый протоколом.

Протокол - это совокупность стандартов для обмена информацией между устройствами. При работе в сети протокол определяет схему передачи данных и порядок взаимодействия компьютеров. На каждом из компьютеров может быть установлено различное программное обеспечение, однако они должны поддерживать один протокол обмена данными.

Основным языком компьютеров, подключенных к Интернету, является транспортный протокол ТСР/1Р. Этот протокол принят всеми участниками Интернета и поддерживается практически всеми производителями сетевого оборудования.

Интернет составляют сети различного масштаба и пропускной способности.

Основные компьютеры Интернета, представляющие так называемый «хребет» глобальной сети, соединяются мощными дорогостоящими каналами связи с гигантской скоростью передачи данных.

Компьютеры пользователей подсоединяются к телефонным линиям через специальные устройства - модемы. Относительно модемов пока только скажем, что они обеспечивают сопряжение компьютеров с линиями связи.

Модемы в одном направлении выполняют кодировку сигналов компьютера перед посылкой их в сеть, а в другом направлении осуществляют декодировку сигналов, полученных из сети.

Связующими звеньями между клиентами и Интернетом выступают организации или частные лица, называемые ISP ( Internet Servece Provider - поставщик услуг Интернета), или провайдеры . Сервер провайдера имеет несколько модемных входов, к которым могут подключаться пользователи для доступа в Интернет.

Провайдер предоставляет пользователям, как правило, следующие услуги Интернета:

- доступ к информационным ресурсам Интернета;

- адрес электронной почты;

- выделение необходимого пространства на своем узле для W еЬ-сайта абонента.

Возможны также дополнительные услуги, например, регистрация индивидуального домена пользователя, предоставление выделенной линии связи и др.

В настоящее время благодаря постоянному развитию Интернета пользователь может выбрать провайдера с интересующим его спектром услуг.

Провайдер сообщит также имя почтового сервера для обработки электронной почты. Многие провайдеры предоставляют бесплатное гостевое подключение для получения информации о своих услугах и для пополнения суммы на счету пользователя. С этой целью провайдер сообщает адрес своего сервера, имя (1о gin ) и пароль (ра sswoard ) для гостевого подключения.

Главное отличие сети Интернет от других сетей заключается именно в ее протоколах TCP/IP, охватывающих целое семейство протоколов взаимодействия между компьютерами сети. TCP/IP - это технология сети Интернет. Протокол TCP/IP состоит из двух частей - IP и TCP.

Протокол IP (Internet Protocol - межсетевой протокол) реализует распространение информации в IP-сети. Он обеспечивает доставку пакетов, его основная задача - маршрутизация пакетов.

Высокоуровневый протокол TCP (Transmission Control Protocol - протокол управления передачей) - это протокол с установлением логического соединения между отправителем и получателем. Он обеспечивает сеансовую связь между двумя узлами с гарантированной доставкой информации, осуществляет контроль целостности передаваемой информации, сохраняет порядок потока пакетов.

Будучи базовым протоколом TCP/IP имеет неоспоримые преимущества: открытость, масштабируемость, универсальность и простота использования, но у этого семейства протоколов есть и недостатки: проблема защиты информации, неупорядоченность передачи пакетов и невозможность отследить маршрут их продвижения, объем адресного пространства.

Hазрабатываются новые версии протоколов, которые должны решить эти недостатки.

Таким образом, с информационной точки зрения, Интернет - это совокупность миллионов информационных центров, называемых web-сайтами, содержащих терабайты разнообразной информации и тесно связанные множеством взаимосвязей.

С социальной и экономической точки зрения, Интернет - это единая среда общения, коммуникаций, развлечения и ведения бизнеса.

С технической точки зрения Интернет - это совокупность десятков тысяч независимых сетей и миллионов компьютеров.

Определение Интернета, данное Федеральным Советом по информационным сетям (Federal Networking Council), гласит: «Интернет - глобальная информационная система, части которой логически взаимосвязаны друг с другом посредством уникального адресного пространства, основанного на протоколе IP (Inetrnet Protocol) или его последующих расширениях, способная поддерживать связь посредством комплекса протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), их последующих расширений или других совместимых с IP протоколов, и публично или частным образом обеспечивающая, использующая или делающая доступной коммуникационную службу высокого уровня ». Другими словами, Интернет можно определить как взаимосвязь сетей, базирующуюся на едином коммуникационном протоколе - TCP/IP.

Интернет - это сложное техническое образование, обладающее свойством самоорганизации и саморегуляции, высокой устойчивости в техническом, экономическом, социальном и политическом смысле. Сегодня невозможно указать какой-то сектор Сети, при выходе которого из строя (по любой причине) нарушилось бы функционирование Интернета в целом и его дальнейшее саморазвитие.