Слайд 2
Цель
Цель обучения основам компьютерных сетей и телекоммуникаций -
обеспечить знание теоретических и практических основ в организации и
функционировании компьютерных сетей и телекоммуникаций, умение применять в профессиональной деятельности распределенные данные, прикладные программы и ресурсы сетей.
Слайд 3
Задачи
знакомство с основными тенденциями развития методов и
технологий компьютерных сетей;
знакомство с механизмами передачи данных по каналам
связи;
знакомство с возможными ресурсами ЛВС;
знакомство с сервисом сети Іnternet.
Слайд 4
Компьютерная сеть
Это совокупность компьютеров и телекоммуникационного оборудования, обеспечивающая
информационный обмен компьютеров в сети.
Основное назначение компьютерных сетей
- обеспечение доступа к распределенным ресурсам.
Слайд 5
Телекоммуникации
(греч. tele - вдаль, далеко и лат. communicatio
- общение) - это передача и прием любой информации
(звука, изображения, данных, текста) на расстояние по различным электромагнитным системам.
Слайд 6
Телекоммуникационная сеть
это система технических средств, посредством которой осуществляются
телекоммуникации.
Слайд 8
Классификация компьютерных сетей
Слайд 9
По территориальной распространённости
Слайд 10
Нательная компьютерная сеть
BAN (англ. Body Area Network) — беспроводная сеть надеваемых
компьютерных устройств. BAN устройства могут быть встроены в тело,
имплантированы, прикреплены к поверхности тела в фиксированном положении или совмещены с устройствами, которые люди носят в различных местах (карманах, на руке или в сумках).
Слайд 11
Персональная сеть
PAN (англ. Personal Area Network) — это сеть,
построенная «вокруг» человека. PAN представляет собой компьютерную сеть, которая
используется для передачи данных между устройствами, такими как компьютеры, телефоны, планшеты и персональные карманные компьютеры (КПК).
Слайд 12
Локальные сети
LAN (англ. Local Area Network) обеспечивают наивысшую
скорость обмена информацией между компьютерами. Типичная локальная сеть занимает
пространство в одно 2 здание. Протяженность локальных сетей составляет около одного километра. Их основное назначение состоит в объединении пользователей (как правило, одно компании или организации) для совместной работы.
Слайд 13
Кампусная сеть
CAN (англ. Campus Area Network) — это группа локальных
сетей, развернутых на компактной территории (кампусе) какого-либо учреждения и
обслуживающие одно это учреждение - университет, промышленное предприятие, порт, оптовый склад и т.д. При этом сетевое оборудование (коммутаторы, маршрутизаторы) и среда передачи (оптическое волокно, медный завод, Cat5 кабели и др.) данных принадлежит арендатору или владельцу кампуса, предприятия, университета, правительства и так далее.
Слайд 14
Городские сети
MAN (англ. Metropolitan Area Network) позволяют
взаимодействовать на территориальных образованиях меньших размеров и работают на
скоростях от средних до высоких. Они меньше замедляют передачу данных, чем глобальные, но не могут обеспечить высокоскоростное взаимодействие на больших расстояниях. Протяженность городских сетей находится в переделах от нескольких километров до десятков и сотен километров.
Слайд 15
Глобальные сети
WAN (англ. Wide Area Network) позволяют
организовать взаимодействие между абонентами на больших расстояниях. Эти сети
работают на относительно низких скоростях и могут вносить значительные задержки в передачу информации. Протяженность глобальных сетей может составлять тысячи километров. Поэтому они так или иначе интегрированы с сетями масштаба страны.
Слайд 16
По типу функционального взаимодействия
Слайд 17
Клиент-сервер
Это вычислительная или сетевая архитектура, в которой задания
или сетевая нагрузка распределены между поставщиками услуг, называемыми серверами,
и заказчиками услуг, называемыми клиентами. Фактически клиент и сервер — это программное обеспечение. Обычно эти программы расположены на разных вычислительных машинах и взаимодействуют между собой через вычислительную сеть посредством сетевых протоколов, но они могут быть расположены также и на одной машине.
Слайд 18
Одноранговая сеть
Одноранговая сетевая архитектура — стабильно набирающий популярность
способ организации высокоуровнего сетевого взаимодействия, где все узлы сети
обладают равными правами и выступают поставщиками и потребителями сетевых сервисов одновременно.
Слайд 20
По типу сетевой топологии
Топология типа общая ши́на, представляет собой общий
кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие
станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.
Кольцо́ — топология, в которой каждый компьютер соединён линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передаёт.
Слайд 21
По типу сетевой топологии
Решётка (Grid network, иногда также mesh,
например 3D-mesh) — понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология,
в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку.
Дерево — это топология сетей, в которой каждый узел более высокого уровня связан с узлами более низкого уровня звездообразной связью, образуя комбинацию звезд. Также дерево называют иерархической звездой.
Слайд 22
По типу сетевой топологии
Двойное кольцо — топология, построенная на двух кольцах.
Первое кольцо — основной путь для передачи данных. Второе — резервный
путь, дублирующий основной.
Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети.
Ячеистая топология — сетевая топология компьютерной сети, построенная на принципе ячеек, в которой рабочие станции сети соединяются друг с другом и способны принимать на себя роль коммутатора для остальных участников.
Слайд 23
Сеть fat tree (утолщенное дерево) — топология компьютерной сети, изобретённая Чарльзом Лейзерсоном из MIT, является
дешевой и эффективной для суперкомпьютеров. В отличие от классической топологии
дерево, в которой все связи между узлами одинаковы, связи в утолщенном дереве становятся более широкими (толстыми, производительными по пропускной способности) с каждым уровнем по мере приближения к корню дерева. Часто используют удвоение пропускной способности на каждом уровне.
Слайд 25
Проводные сети
Основа всего: кабели. Во всех сетевых стандартах
определены необходимые условия и характеристики используемого кабеля, такие как
полоса пропускания, волновое сопротивление (импеданс), удельное затухание сигнала, помехозащищенность и другие.
Беспроводные сети
Это вычислительная сеть, основанная на беспроводном (без использования кабельной проводки) принципе, полностью соответствующая стандартам для обычных проводных сетей. В качестве носителя информации в таких сетях могут выступать радиоволны СВЧ-диапазона.
Слайд 26
Виды кабелей
Существуют два принципиально разных вида сетевых кабелей:
медные и оптоволоконные. Кабели на основе медных проводов, в
свою очередь, делятся на коаксиальные и витая пара:
Коаксиальный кабель представляет собой центральный проводник, окруженный слоем диэлектрика (изолятора) и экраном из металлической оплетки, выполняющим также роль второго контакта в кабеле.
Витая пара представляет собой несколько (обычно 8) пар скрученных проводников. Скручивание применяется для уменьшения помех как самой пары, так и внешних, влияющих на нее. У скрученной определенным образом пары появляется такая характеристика, как волновое сопротивление.
Слайд 27
Оптоволоконный кабель
состоит из одного или нескольких волокон, заключенных
в оболочки, и бывает двух типов: одномодовый и многомодовый.
Их различие в том, как свет распространяется в волокне в одномодовом кабеле все лучи проходят одинаковое расстояние и достигают приемника одновременно, а в многомодовом сигнал может размазаться.
Слайд 29
По используемым сетевым моделям
Слайд 30
Сетевая модель
Это модель взаимодействия сетевых протоколов. А протоколы
в свою очередь, это стандарты, которые определяют каким образом,
будут обмениваться данными различные программы.
Слайд 31
OSI
Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем, ВОС —
это 7-уровневая логическая модель работы сети. Модель OSI реализуется
группой протоколов и правил связи, организованных в несколько уровней:
на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи;
на канальном уровне определяются правила использования физического уровня узлами сети;
сетевой уровень отвечает за адресацию и доставку сообщений;
Слайд 32
OSI
транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения;
задача сеансового
уровня — координация связи между двумя прикладными программами, работающими на
разных рабочих станциях;
уровень представления служит для преобразования данных из внутреннего формата компьютера в формат передачи;
прикладной уровень является пограничным между прикладной программой и другими уровнями — обеспечивает удобный интерфейс связи сетевых программ пользователя.
Слайд 33
TCP / IP
Transmission Control Protocol / Internet
Protocol
Основоположники: Robert Kahn, Vinton Cerf (1972 – 1974)
Основан на
использовании IP-адресов вида: a.b.c.d (четыре числа от 0 до 255) для любого хоста (компьютера) в сети и пакетов (packets) фиксированного размера, содержащих адрес получателя
Используется в Интернете
Более общее современное название: Internet Protocol Suite (различаются более новая версия – IPv6 и более старая – IPv4)
Другой вариант: UDP/IP (UDP – асинхронный транспортный протокол, обеспечивающий обмен датаграммами – байтовыми массивами переменной длины); менее надежный, но более быстрый
Скорость TCP/IP не всегда удовлетворительна. Для оптимизации связи между узлами сети применяются Distributed Hash Tables (DHT) – распределенные хеш-таблицы и Peer-to-Peer (P2P) Networks – одноранговые сети. В них реализована своя система имен узлов сети и более быстрого их поиска, чем с использованием TCP/IP протоколов
Слайд 34
TCP / IP
TCP/IP — содержит 4 уровня:
канальный уровень
(link layer),
сетевой уровень (Internet layer),
транспортный уровень (transport layer),
прикладной уровень
(application layer).
Слайд 36
Стек протоколов
— это иерархически организованный набор сетевых протоколов, достаточный
для организации взаимодействия узлов в сети. Протоколы работают в
сети одновременно, значит работа протоколов должна быть организована так, чтобы не возникало конфликтов или незавершённых операций. Поэтому стек протоколов разбивается на иерархически построенные уровни, каждый из которых выполняет конкретную задачу — подготовку, приём, передачу данных и последующие действия с ними.
Слайд 37
Сетевой протокол
Это набор правил и действий (очерёдности действий),
позволяющий осуществлять соединение и обмен данными между двумя и
более включёнными в сеть устройствами.
Слайд 38
HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) — это протокол передачи гипертекста. Протокол
HTTP используется при пересылке Web-страниц между компьютерами, подключенными к
одной сети.
FTP (File Transfer Protocol) — это протокол передачи файлов со специального файлового сервера на компьютер пользователя. FTP дает возможность абоненту обмениваться двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный.
Протокол
Слайд 39
POP3 (Post Office Protocol) — это стандартный протокол почтового соединения.
Серверы POP обрабатывают входящую почту, а протокол POP предназначен
для обработки запросов на получение почты от клиентских почтовых программ.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол, который задает набор правил для передачи почты. Сервер SMTP возвращает либо подтверждение о приеме, либо сообщение об ошибке, либо запрашивает дополнительную информацию.
Протокол
Слайд 40
TELNET — это протокол удаленного доступа. TELNET дает возможность
абоненту работать на любой ЭВМ находящейся с ним в
одной сети, как на своей собственной, то есть запускать программы, менять режим работы и так далее. На практике возможности ограничиваются тем уровнем доступа, который задан администратором удаленной машины.
DTN — протокол, предназначенный для сетей дальней космической связи IPN, которые используются NASA.
Протокол
Слайд 41
Протокол
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической настройки узла) — сетевой
протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для
работы в сети TCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер».
Internet Protocol (IP, досл. «межсетевой протокол») —маршрутизируемый протокол сетевого уровня стека TCP/IP. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет. Неотъемлемой частью протокола является адресация сети
Слайд 42
У каждого компьютера в сети Интернет есть свой
уникальный адрес — Uniform Resource Locator (URL).
Цифровые адреса состоят
из четырех целых десятичных чисел, разделённых точками, каждое из этих чисел находится в интервале 0…255.
Пример: 225.224.196.10.
IP – адрес и Маска сети
Слайд 43
Максимальное количество IP-адресов, которое может быть использовано в
подсети определённого размера, называется subnet mask (маской подсети).
В терминологии сетей
TCP/IP маской подсети или маской сети называется битовая маска, определяющая, какая часть IP-адреса узла сети относится к адресу сети, а какая — к адресу самого узла в этой сети.
Например, узел с IP-адресом 12.34.56.78 и маской подсети 255.255.255.0 находится в сети 12.34.56.0/24
IP – адрес и Маска сети
Слайд 44
Адрес документа в Интернете состоит из следующих частей:
протокол,
чаще всего HTTP (для Web-страниц) или FTP (для файловых
архивов)
знаки ://, отделяющие протокол от остальной части адреса
доменное имя (или IP-адрес) сайта
каталог на сервере, где находится файл
имя файла
Пример адреса:
http://testedu.ru/test/istoriya/11-klass/
IP – адрес и Маска сети