Авиационная электросвязь / Локальные иглобальные сети. Частное соединение локальных и глобальных сетей это

1.4. Локальные и глобальные сети

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть. И для этого есть веские причины, так как отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительны, несмотря на их постоянное сближение.

1.4.1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей

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.

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.

Городские сети (или сети мегаполисов) — Metropolitan Area Networks (MAN) — являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города — мегаполиса. В то время как локальные сети наилучшим образом подходят для раз-|деления ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а глобальные сети обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной! скоростью и небогатым набором услуг, сети мегаполисов занимают некоторое про- межуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связщ часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейча они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передач голоса и текста. Развитие технологии сетей мегаполисов осуществлялось местш ми телефонными компаниями. Исторически сложилось так, что местные телефоные компании всегда обладали слабыми техническими возможностями и из-за эт не могли привлечь крупных клиентов. Чтобы преодолеть свою отсталость и зан достойное место в мире локальных и глобальных сетей, местные предприятия с зи занялись разработкой сетей на основе самых современных технологий, нап мер технологии коммутации ячеек SMDS или АТМ. Сети мегаполисов явля:

общественными сетями, и поэтому их услуги обходятся дешевле, чем по собственной (частной) сети в пределах города.

1.4.2. Отличия локальных сетей от глобальных

Рассмотрим основные отличия локальных сетей от глобальных более детально. Та как в последнее время эти отличия становятся все менее заметными, то будем

считать, что в данном разделе мы рассматриваем сети конца 80-х годов, когда отличия проявлялись весьма отчетливо, а современные тенденции сближения технологий локальных и глобальных сетей будут рассмотрены в следующем разделе. в Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Класс локальных вычислительных сетей по определению отличается от класса глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных глобальным сетям. В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.

в Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование. Так, в глобальных сетях широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные передачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.

в Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от глобальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (10,16 и 100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера — дисков, внутренних шин обмена данными и т. п. За счет этого у пользователя локальной сети, подключенного к удаленному разделяемому ресурсу (например, диску сервера), складывается впечатление, что он пользуется этим диском, как «своим». Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных — 2400,9600,28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах — до 2 Мбит/с.

Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий набор услуг — это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями — передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.

Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд. Низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.

Разделение каналов. В локальных сетях каналы связи используются, как правило, совместно сразу несколькими узлами сети, а в глобальных сетях — индивидуально.

Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью локальных сетей является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этой особенности графика в локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который для пульсирующего графика оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации пакетов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммута-, ции каналов, а также некоммутируемые каналы - как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.

о Масштабируемость. «Классические» локальные сети обладают плохой масшта- бируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного преде-

ла по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

1.4.3. Тенденция к сближению локальных и глобальных сетей

Если принять во внимание все перечисленные выше различия локальных и глс бальных сетей, то становится понятным, почему так долго могли существоват раздельно два сообщества специалистов, занимающиеся этими двумя видами тей. Но за последние годы ситуация резко изменилась.

Специалисты по локальным сетям, перед которыми встали задачи объединение нескольких локальных сетей, расположенных в разных, географически удалена друг от друга пунктах, были вынуждены начать освоение чуждых для них глобальных сетей и телекоммуникаций. Тесная интеграция удаленных локальных сетей не позволяет рассматривать глобальные сети в виде «черного ящика», пр ставляющего собой только инструмент транспортировки сообщений на больв расстояния. Поэтому все, что связано с глобальными связями и удаленным дост пом, стало предметом повседневного интереса многих специалистов по локальнь сетям.

С другой стороны, стремление повысить пропускную способность, скорое передачи данных, расширить набор и оперативность служб, другими словами, стре ление улучшить качество предоставляемых услуг — все это заставило специалист по глобальным сетям обратить пристальное внимание на технологии, использу мые в локальных сетях.

Таким образом, в мире локальных и глобальных сетей явно наметилось движение навстречу друг другу, которое уже сегодня привело к значительному взаимному проникновению технологий локальных и глобальных сетей.

Одним из проявлений этого сближения является появление сетей масштаба большого города (MAN), занимающих промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами они об ладают качественными линиями связи и высокими скоростями обмена, даже боле высокими, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении MAN уже существующие линии связи не используются, а прокладываются заново.

Сближение в методах передачи данных происходит на платформе оптической цифровой (немодулированной) передачи данных по оптоволоконным линиям связи. Из-за резкого улучшения качества каналов связи в глобальных сетях начали отказываться от сложных и избыточных процедур обеспечения корректности передачи данных. Примером могут служить сети frame relay. В этих сетях предполагается, что искажение бит происходит настолько редко, что ошибочный пакет просто уничтожается, а все проблемы, связанные с его потерей, решаются программами прикладного уровня, которые непосредственно не входят в состав сети frame relay.

За счет новых сетевых технологий и, соответственно, нового оборудования, рассчитанного на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в сетях frame relay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях АТМ и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.

В результате службы для режима on-line становятся обычными и в глобальных сетях. Наиболее яркий пример — гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в сети Internet. Ее интерактивные возможности превзошли возможности многих аналогичных служб локальных сетей, так что разработчикам локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса служб и технологий из глобальных сетей в локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный термин — intranet-технологии (intra — внутренний), обозначающий применение служб внешних (глобальных) сетей во внутренних — локальных.

Локальные сети перенимают у глобальных сетей и транспортные технологии. Все новые скоростные технологии (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, lOOVG-AnyLAN) поддерживают работу по индивидуальным линиям связи наряду с традиционными для локальных сетей разделяемыми линиями. Для организации индивидуальных линий связи используется специальный тип коммуникационного оборудования — коммутаторы. Коммутаторы локальных сетей соединяются между собой по иерархической схеме, подобно тому, как это делается в телефонных сетях: имеются коммутаторы нижнего уровня, к которым непосредственно подключаются компьютеры сети, коммутаторы следующего уровня соединяют между собой коммутаторы нижнего уровня и т. д. Коммутаторы более высоких уровней обладают, как правило, большей производительностью и работают с более скоростными каналами, уплотняя данные нижних уровней. Коммутаторы поддерживают не только новые протоколы локальных сетей, но и традиционные — Ethernet и Token Ring.

В локальных сетях в последнее время уделяется такое же большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа, как и в глобальных сетях. Такое внимание обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в «большой мир» через глобальные связи. При этом часто используются те же методы — шифрование данных, аутентификация пользователей, возведение защитных барьеров, предохраняющих от проникновения в сеть извне.

И наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Наиболее ярким представителем нового поколения технологий является технология АТМ, которая может служить основой не только локальных и

глобальных компьютерных сетей, но и телефонных сетей, а также широковещательных видеосетей, объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети.

Выводы

• Классифицируя сети по территориальному признаку, различают локальные (LAN), глобальные (WAN) и городские (MAN) сети.

• LAN — сосредоточены на территории не более 1-2 км; построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с. Предоставляемые услуги отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

• WAN — объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставляемых услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

• MAN — занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они обладают качественными линиями связи и высокими скоростями обмена, иногда даже более высокими, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении MAN уже существующие линии связи не используются, а прокладываются заново.

studfiles.net

Чем отличается глобальная сеть от локальной

В 2016 году каждый второй человек в мире пользовался Интернетом: из 7,34 млрд жителей 3,67 млрд имели доступ к глобальной сети. В России она охватила 70 % населения, и масштаб может только увеличиваться, правда, за счет роста уровня компьютерной грамотности старшего поколения (от 50 лет). 97 % российских граждан молодого возраста регулярно подключаются к Интернету и стали забывать, чем отличается глобальная сеть от локальной и как используется последняя.

Определение

Глобальная вычислительная сеть (WAN) включает бесконечное множество узлов и охватывает неограниченное количество территорий (обычно говорят обо всей планете). Практически для всех пользователей ПК единственной такой сетью является Интернет.

Локальная вычислительная сеть (LAN) объединяет несколько компьютеров внутри одной или нескольких организаций или территориальных зон на небольшом расстоянии друг от друга. Исключение составляет сеть орбитальных станций – там расстояние может достигать нескольких тысяч километров.

Расцвет домашних локальных сетей в России пришелся на годы дорогого доступа к WAN по телефонным линиям связи (модемы 56 Кбит/с – помните?). Сегодня так издеваются над пользователем только мобильные операторы, если он превысил лимит трафика. Правда, контент в Интернете был существенно «легче», да и было его гораздо меньше. Домашних компьютеров появилось уже много, поэтому их объединяли в локальные сети физически – пробросом кабелей витой пары, патч-кордов. Несколько рядом стоящих многоквартирных домов опутывали «локалкой», и их жители могли общаться, обмениваться файлами и играть беспрепятственно и бесплатно.

Нынешний относительно дешевый доступ в Интернет и практически полный охват городской застройки провайдерами сделали проводные локальные домашние сети игрушкой для гиков. Беспроводные же живут обычно в стенах одной квартиры и служат для быстрого обмена файлами между устройствами, коих у любого человека сегодня много: ПК, ноутбук, телевизор, смартфон, планшет и т. д.

Корпоративные же локальные сети, созданные для связи внутри определенной организации и ограниченные территориально, используются не менее активно. В первую очередь они обеспечивают безопасность информации, оптимизируют управление и помогают автоматизации производства.

к содержанию ↑

Сравнение

Основное отличие глобальной сети от локальной, как видно уже из терминологии, – в территориальной протяженности. LAN всегда ограничены, хотя их можно значительно расширять, WAN же обеспечивает доступ одного узла к другому независимо от их месторасположения.

Естественно, относительно небольшие масштабы локальных сетей позволяют использовать для их постройки качественные кабели, гарантирующие высокую скорость передачи данных. Глобальная сеть тоже основывается на оптоволокне, но на гораздо меньшем количестве участков. Где-то приходится применять уже проложенные телефонные линии, где-то – беспроводные технологии. Риск потери в WAN из-за этого выше, поэтому для защиты используются иные методы передачи данных. Скорость доставки пакета в локальной сети может быть в сотни раз больше, чем в глобальной.

Количество узлов в локальной сети жестко ограничено, а сама сеть имеет определенную топологию. Глобальная сеть, в том числе Интернет, число пользователей не регулирует. И в той и в другой каждое устройство получает собственный уникальный IP-адрес. В LAN он называется частным и имеет вид 10.0.0.0 – 10.255.255.255, 172.16.0.0 – 172.31.255.255, 192.168.0.0 – 192.168.255.255, в сетях IPv6 – fc00::/7. Все остальные IP-адреса – внешние, которые присваиваются устройству для доступа в Интернет. Их назначает провайдер, иногда для нескольких клиентов.

Функциональные возможности LAN включают не только обмен данными, но и управление инфраструктурой объекта: печать, факсимильные и текстовые сообщения, доступ к базам данных. В глобальной сети происходит только передача пакетов.

В чем разница между глобальной и локальной сетью с экономической точки зрения? Подключение к WAN дешевле, чем построение собственной, особенно масштабной, LAN. Домашний вариант малой локальной сети потребует лишь расходов на кабели и возможный апгрейд узлов, тогда как за доступ в Интернет придется платить провайдерам. Зато они сами обслуживают свое оборудование. В то же время любая местная сеть принадлежит кому-то: соседу, группе соседей, предприятию, библиотеке, городской администрации. Соответственно, владелец может устанавливать свои правила. Глобальная сеть – проект общедоступный, не имеет хозяев в принципе, и в ее создании, расширении, управлении принимает участие каждый узел на равных правах.

Стоит упомянуть о том, что границы между локальными и глобальными сетями сглаживаются за счет комбинированного их использования. Современная стандартная схема такова: одно устройство получает доступ к Интернету (часто это роутер) и раздает его на другие устройства, объединенные в локальную сеть. Это позволяет пользоваться преимуществами «локалки» в процессе обмена файлами.

к содержанию ↑

Таблица

Глобальная сеть	Локальная сеть
Включает неограниченное количество узлов	Ограничивает количество пользователей
Охватывает огромные территории	Имеет небольшой масштаб и протяженность максимум несколько километров
Обеспечивает невысокую и нестабильную скорость передачи данных	Позволяет получать пакеты данных на максимально высокой скорости без потерь
Для каждого устройства назначается внешний уникальный IP-адрес	Назначается частный IP-адрес, уникальный для каждого устройства внутри этой сети
Использует уже проложенные кабели связи, в том числе и телефонные	Использует новые кабели связи
Не принадлежит никому, каждый участник равноправен	Всегда имеет владельца

thedifference.ru

29. Классификация сетей. Структура и принципы работы локальных и глобальных сетей.

Компьютерная сеть (КС) являет собой систему распределенной обработки информации, которая составляет как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи. Или другими словами сеть являет собой совокупность соединенных друг с другом ПК и других вычислительных устройств, таких как принтеры, факсимильные аппараты и модемы. Сеть дает возможность отдельным сотрудникам организации взаимодействовать друг с другом и обращаться к совместно используемым ресурсам; позволяет им получать доступ к данным, что сохраняется на персональных компьютерах в удаленных офисах, и устанавливать связь с поставщиками.

Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки, выбор которых заключается в том, чтобы выделить из существующего многообразия такие, которые позволили бы обеспечить данной классификационной схеме такие обязательные качества: - возможность классификации всех, как существующих, так и перспективных, КС; - дифференциацию существенно разных сетей; - однозначность классификации любой компьютерной сети; - наглядность, простоту и практическую целесообразность классификационной схемы. Определенное несоответствие этих требований делает задание выбору рациональной схемы классификации КС достаточно сложной, такой, которая не нашла до этого времени однозначного решения. В основном КС классифицируют за признаками структурной и функциональной организации.

По назначению КС распределяются на:

1. вычислительные; 2. информационные; 3. смешанные (информационно-вычислительные).

Вычислительные сети предназначены главным образом для решения заданий пользователей с обменом данными между их абонентами. Информационные сети ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям. Смешанные сети совмещают функции первых двух.

По типа компьютеров, которые входят в состав КС, различают:

1. однородные компьютерные сети, которые состоят из программно общих ЭВМ; 2. неоднородные, в состав которых входят программно-несовместительные компьютеры.

Особенное значение занимает классификация по территориальному признаку, то есть по величине территории, что покрывает сеть. И для этого есть весомые причины, потому что отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительные, невзирая на их постоянное сближение. Классифицируя сети по территориальному признаку, различают:

1. локальные (LocalAreaNetworks– LAN) сети; 2. глобальные (WideAreaNetworks– WAN) сети; 3. городские (MetropolitanAreaNetworks– MAN) сети.

LAN– сосредоточены на территории не больше 1–2 км; построенные с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с, предоставленные услуги отличаются широкой разнообразностью и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line. WAN– совмещают компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Больше низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставленных услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях. MAN– занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они имеют качественные линии связи и высоких скоростей обмена, иногда даже больше высокими, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении MANуже существующие линии связи не используются, а прокладываются заново. Также дополнительно выделяют: 4. кампусные сети (Campus Area Network – CAN), которые совмещают значительно удаленные друг от друга абонентские системы или локальные сети, но еще не требуют отдаленных коммуникаций через телефонные линии и модемы; 5. широкомасштабные сети (WideAreaNetwork – WAN), которые используют отдаленные мосты и маршрутизаторы с возможно невысокими скоростями передачи данных.

Отличительные признаки локальной сети:

1. высокая скорость передачи, большая пропускная способность; 2. низкий уровень ошибок передачи (или, что то же, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядку 10-7 – 10-8; 3. эффективный, быстродействующий механизм управления обменом; 4. ограничено, точно определенное число компьютеров, которые подключаются к сети.

Глобальные сети отличаются от локальных тем, которые рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым. В глобальных сетях намного более важное не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа, к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что принято в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенные пользователями локальной сети. Следующей не менее распространенной классификацией есть классификация КС по типа топологии.

Понятие Интернет и протоколов.

Интернет – всемирная система объединенных компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Часто упоминается как «Всемирная сеть» и «Глобальная сеть». К середине 2008 года число пользователей, регулярно использующих Интернет, составило около 1.5 млрд человек (около четверти населения Земли).

История. После запуска Советским Союзом искусственного спутника Земли в 1957 году Министерство обороны США посчитало, что на случай войны Америке нужна надежная система передачи информации. Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США предложили для этого разработать компьютерную сеть. Разработка такой сети была поручена Калифорнийскому университету в Лос-Анджелесе, Стэндфордскому исследовательскому центру, Университету штата Юта и Университету штата Калифорния в Санта-Барбаре. Компьютерная сеть была названа ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network - Новейшая Сеть Агентства Научно-исследовательских работ), и в 1969 году в рамках проекта сеть объединила четыре указанных научных учреждения. Все работы финансировались Министерством обороны США. Затем сеть ARPANET начала активно расти и развиваться, ее начали использовать ученые из разных областей науки.

29 октября 1969 года между двумя первыми узлами сети ARPANET, находящимся на расстоянии в 640 км – в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса и в Стэндфордском исследовательском институте провели сеанс связи. Это дату можно считать днем рождения Интернета.

К 1971 году была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети. Эта программа сразу стала очень популярна. В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, сеть стала международной.

В 1970-х годах сеть в основном использовалась для пересылки электронной почты, тогда же появились первые списки почтовой рассылки, новостные группы и доски объявлений. Однако в то время сеть еще не могла легко взаимодействовать с другими сетями, построенными на других технических стандартах. К концу 1970-х годов начали бурно развиваться протоколы передачи данных, которые были стандартизированы в 1982-1983 годах. 1 января 1983 года есть ARPANET перешла с протокола NCP на TCP/IP, который успешно применяется до сих пор для объединения сетей. Именно в 1983 году термин «Интернет» закрепился за сетью ARPANET.

В 1984 году была разработана система доменных имен (Domain Name System, DNS). В 1988 году был разработан протокол Internet Relay Chat (IRC), благодаря чему в Интернете стало возможно общение в реальном времени. В 1989 году в Европе родилась концепция Всемирной паутины. В течение двух лет был разработан протокол HTTP, язык HTML. В 1990 было зафиксировано первое подключение к Интернету по телефонной линии.

В настоящее время подключиться к Интернет можно через спутники связи, радио-каналы, кабельное телевидение, телефон, сотовую связь, специальные оптико-волоконные линии или электропровода.

Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних компьютерных сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (Internet Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных.

Протокол в данном случае – это, образно говоря, «язык», используемый компьютерами для обмена данными при работе в сети. Чтобы различные компьютеры сети могли взаимодействовать, они должны «разговаривать» на одном «языке», то есть использовать один и тот же протокол. Проще говоря, протокол – это правила передачи данных между узлами компьютерной сети. Систему протоколов Интернет называют «стеком протоколов TCP/IP»

Пример протокола, еще не стандартизированного, но уже очень популярного в Интернет:

BitTorrent. Этот протокол нужен для обмена файлами.

Стек протоколов TCP/IP включает в себя протоколы четырех уровней:

Прикладного (application)
Транспортного (transport)
Сетевого (internet)
Уровня доступа к среде (network access).

studfiles.net

Локальные иглобальные сети

Локальные и глобальные сети

Локальные сети (Local Area Network, LAN) – это объединение компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории, обычно в радиусе 1-2 км, хотя в отдельных случаях локальная сеть может иметь и более протяженные размеры, например в несколько десятков километров. В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. В середине 80-х годов утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bas, несколько позже FDDI. Мощным стимулом для их появления послужили персональные компьютеры, они явились идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, т. е. сетевых серверов. Все стандартные технологии локальных сетей опираются на принцип коммутации пакетов. Конец 90-х гг. выявил явного лидера среди технологий локальных сетей – семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethеrnet 10Мбит/с, а также Fast Ethernet 100Мбит/с и Gigabit Ethernet 1000Мбит/с. Простые алгоритмы работы, широкий диапазон иерархии скоростей позволяют рационально строить локальную сеть Ethernet в соответствии с потребностями пользователя.

Глобальные сети (Wide Area Networks, WAN) - сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, возможно находящиеся в различных городах и странах. При их построении были отработаны многие основные идеи и концепции построения современных вычислительных сетей, а именно, многоуровневое построение коммуникационных протоколов, технология коммутации пакетов, маршрутизация пакетов в составных сетях. Выделяемый на время сеанса связи составной канал с постоянной скоростью не мог эффективно использоваться пульсирующим трафиком компьютерных данных, у которого периоды интенсивного обмена чередуются с продолжительными паузами. Натурные эксперименты и математическое моделирование показали, что пульсирующий и в значительной степени не чувствительный к задержкам компьютерный трафик гораздо эффективней передается сетями, использующими принцип коммутации пакетов, когда данные разделяются на небольшие порции – пакеты, которые самостоятельно перемещаются по сети за счет встраивания адреса узла в заголовок пакета.

Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, то в глобальных сетях часто используются уже существующие каналы связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, в течение многих лет глобальные сети строились на основе телефонных каналов тональной частоты, способных в каждый момент времени вести передачу только одного разговора в аналоговой форме. Поскольку скорость передачи дискретных компьютерных данных по таким каналам была очень низкой (десятки килобит в секунду), набор предоставляемых услуг в глобальных сетях такого типа обычно ограничивался передачей файлов, преимущественно в фоновом режиме, и электронной почтой. Помимо низкой скорости такие каналы имели и другой недостаток – они вносят значительные искажения в передаваемый сигнал. Поэтому протоколы глобальных сетей, построенных с использованием каналов связи низкого качества, отличаются сложными процедурами контроля и восстановления данных. Типичным примером таких сетей являются сети Х.25.

Прогресс глобальных компьютерных сетей во многом определялся прогрессом телефонных сетей. Применение в телефонных сетях цифровой формы передачи голоса привело к появлению высокоскоростных цифровых каналов, соединяющих АТС и позволяющих одновременно передавать десятки и сотни разговоров. Была разработана специальная технология плезиохронной цифровой иерархии (Plesiochronous Digital Hierarchy, PDN), предназначенная для создания так называемых первичных или опорных сетей. Такие сети не представляют услуг конечным пользователям, они являются фундаментом, на котором строятся скоростные цифровые каналы «точка-точка», соединяющие оборудование другой сети, которая уже работает на конечного пользователя. Технология PDN поддерживает скорости до 140Мбит/с. Появившаяся в конце 80-х годов технология синхронной цифровой иерархии (Synchronous Digital Hierarchy, SDN) расширила диапазон скоростей цифровых каналов до 10Гбит/с, а технология спектрального мультиплексирования (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM) – до сотен гигабит и даже нескольких терабит в секунду.

Сближение локальных и глобальных сетей

В конце 80-х гг. между локальными и глобальными сетями существовали следующие отличия:

Протяженность и качество линий связи.

Локальные компьютерные сети по определению отличаются от глобальных сетей небольшими расстояниями между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях более качественных линий связи.

Сложность методов передачи данных.

В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях методы передачи данных и оборудование.

Скорость обмена данными.

В локальных сетях это величина от 10,16Мбит/с до 100Мбит/с в то время как в глобальных - от 2.4Кбит/с до 2Мбит/с.

Разнообразие услуг.

Высокие скорости обмена данными породили в локальных сетях широкий набор услуг – это различные виды услуг файловой службы, услуг печати, услуг баз данных, электронная почта и др., в то время как глобальные сети в основном предоставляли почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями.

Масштабируемость.

«Классические» локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станции и длину линии. При этом характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями и сколь угодно большим количеством абонентов.

Постепенно различия между локальными и глобальными типами сетевых технологий стали сглаживаться. Тесная интеграция локальных и глобальных сетей привела к значительному взаимопроникновению соответствующих технологий. Сближение в методах передачи данных происходит на платформе цифровой (немодулированной) передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Эту среду передачи данных используют практически все технологии локальных сетей для скоростного обмена информацией на расстояниях выше 100 м, на ней же построены современные магистрали первичных сетей SDN и DWDM, предоставляющие свои цифровые каналы для объединения оборудования глобальных сетей. Высокое качество цифровых каналов изменило требование к протоколам глобальных сетей. На первый план вместо процедур обеспечения надежности вышли процедуры обеспечения гарантированной средней скорости доставки информации пользователям, а также механизмы приоритетной обработки пакетов особенно чувствительного к задержкам трафика, например, голосового. Эти изменения нашли отражение в новых технологиях глобальных сетей, таких как “FR” и ATM. В этих сетях предполагается, что искажения битов происходят настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей “FR ” и ATM.

Большой вклад в сближение локальных и глобальных сетей внесло доминирование протокола IP. Этот протокол сегодня используется поверх любых технологий локальных и глобальных сетей – Ethernet, Token Ring, ATM, “FR ” – для создания из различных подсетей единой составной сети. Глобальные сети, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили набор своих услуг и догнали в этом локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени – изображений, видеофильмов, голоса и т.д.

В локальных сетях, как и в глобальных, в последнее время уделяется большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа. Это обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в глобальную сеть. Защита локальных сетей часто строится на тех же методах – шифрование данных, аутентификация и авторизация пользователей.

И, наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Ярким представителем нового поколения технологий является технология АТМ, которая может служить основой как глобальных, так и локальных сетей, эффективно объединяя все виды трафика в одной транспортной сети.

Конвергенция компьютерных и телекоммуникационных сетей

В настоящее время вычислительная техника нашла широкое применение в устройствах и системах связи. Применение вычислительной техники позволяет перейти к качественно новому этапу развития радиоэлектроники и связи в отношении принципов построения и используемой элементной базы. Принципы построения устройств и систем связи аналогичны принципам построения вычислительных систем. Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями или сетями передачи данных, являются результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

К телекоммуникационным сетям, кроме компьютерных, относятся телефонные сети, радиосети и телевизионные сети. В них в качестве ресурса, представляемого клиентам, выступает информация.

Телефонные сети оказывают интерактивные услуги, так как два абонента, участвующие в разговоре (или несколько абонентов, если это конференция) непрерывно проявляют активность.

Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги, при этом информация может распространяться как в одну сторону – из сети к абонентам, по схеме "один ко многим", так и может быть двухсторонней (радиосети).

Конвергенция телекоммуникационных сетей идет по многим направлениям. Прежде всего, наблюдается сближение видов услуг, представляемых клиентам. Первая попытка создания универсальной, так называемой мультисервисной сети, способной оказывать различные услуги телефонии и передачи данных, привела к появлению цифровых сетей с интегральными услугами – ISDN. Технологическое сближение сетей происходит на основе цифровой передачи информации различного типа, метода коммутации пакетов и программирования услуг. Телефония уже давно сделала ряд шагов навстречу компьютерным сетям, прежде всего за счет представления голоса в цифровой форме, что делает принципиально возможным передачу телефонного и компьютерного трафика по одним и тем же цифровым каналам. Телефонные сети широко используют комбинацию методов коммутации каналов и пакетов. Так, для передачи служебных сообщений (так называемой сигнализации) применяются протоколы коммутации пакетов, аналогичные протоколам компьютерных сетей, а для передачи собственно голоса между абонентами коммутируется традиционный составной канал.

Дополнительные услуги телефонных сетей, такие как переадресация вызова, конференц-связь, телеголосование и др., могут создаваться с помощью так называемой интеллектуальной сети, по своей сути являющейся компьютерной сетью с серверами, на которых программируется логика услуг.

Сегодня пакетные методы коммутации постепенно теснят традиционные для телефонных сетей методы коммутации каналов даже при передаче голоса. На основе метода коммутации пакетов можно более эффективно использовать пропускную способность каналов связи и коммутационного оборудования. Например, паузы в телефонном разговоре могут составлять 40% общего времени соединения, однако только пакетная коммутация позволяет "вырезать" паузы и использовать высвободившуюся пропускную способность канала для передачи трафика других абонентов.

Использование коммутации пакетов для одновременной передачи через пакетные сети разнородного трафика – голоса, видео и текста – сделало актуальным разработку новых методов обеспечения требуемого качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Методы QoS призваны минимизировать уровень задержек для чувствительного к ним трафика, например, голосового, и одновременно гарантировать среднюю скорость и динамичную передачу пульсаций для трафика данных.

studfiles.net

1.4. Локальные и глобальные сети

1.4.1. Особенности локальных, глобальных и городских сетей

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. 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. Городские сети (или сети мегаполисов) - Metropolitan Area Networks (MAN) - являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города - мегаполиса. В то время как локальные сети наилучшим образом подходят для разделения ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а глобальные сети обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью и небогатым набором услуг, сети мегаполисов занимают некоторое промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста. Развитие технологии сетей мегаполисов осуществлялось местными телефонными компаниями. Исторически сложилось так, что местные телефонные компании всегда обладали слабыми техническими возможностями и из-за этого не могли привлечь крупных клиентов. Чтобы преодолеть свою отсталость и занять достойное место в мире локальных и глобальных сетей, местные предприятия связи занялись разработкой сетей на основе самых современных технологий, например технологии коммутации ячеек SMDS или ATM. Сети мегаполисов являются общественными сетями, и поэтому их услуги обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

studfiles.net

Локальные и глобальные сети эвм

1. Основные факторы, стимулирующие возникновение компьютерных сетей

Повышение мощности ВТ и общее развитие информатики явились основными факторами, стимулирующими возникновение компьютерных сетей. Переход в микроэлектронике на сверх малые размеры, создание быстродействующих компьютеров с ограниченной (малой) дисковой памятью, появление научно-исследовательских проектов, требующих больших вычислительных ресурсов, – все это причины возникновения компьютерных сетей.

2. Цели создания сетей

Цель создания сетей заключается в обеспечении обмена данными между машинами, входящими в сеть, поэтому первоначально подобные сети в США связывали научные центры – университеты. Америке принадлежит первенство в использовании компьютерных сетей для военных целей. В условиях холодной войны требовалось выработать систему, моментально реагирующую при нанесении вражеского ядерного удара и поддерживающую существование сети после него. Принцип – один компьютер уничтожен, другие не перестают работать. Это хорошо известный факт работы Internetсейчас.

Появление сетей произвело техническую революцию, так как было произведено объединение технологии сбора, хранения, обработки и передачи информации на ЭВМ с техникой связи.

3. История

50-е годы – создание первых компьютерных систем с раздвоенными ресурсами. Ранние эксперименты имели лабораторный характер.

Решение о создании первой глобальной сети национального масштаба было принято в 1958 году в США. Оно стало реакцией на запуск в СССР первого искусственного спутника Земли. В ответ на это Пентагон создал глобальную систему раннего оповещения о пусках ракет. Основными недостатками этой системы являлось то, что при выходе из строя какого-либо узла сети, выходил из строя весь сектор, находившийся за ним, а при выходе из строя центра управления, выходила из строя вся сеть. Решение этой проблемы было поручено Управлению перспективных разработок Министерства обороны США. В ходе научных исследований была создана первая национальная компьютерная сеть ARPANET (1969), объединявшая 50 университетов и фирм, которая в дальнейшем стала основой создания сети Интернет. Эта компьютерная сеть была испытательной для исследования выживания сети в случае военного нападения. Сеть была распределена на большой территории, при выходе из строя некоторых компьютеров другие продолжали функционировать.

В СССР в 60-х годах была создана сеть Академии наук в Ленинграде.

Второй датой рождения сети Интернет принято считать 1983 год. В этом году была, наконец, решена проблема устойчивости глобальной сети путем изобретения и внедрения нового протокола TCP/IP, используемого по нынешний день.

Затем Национальный научный фонд США выступил с идеей применения сети для рассылки научной информации по всему миру, особенно среди крупных университетов и исследовательских центров. С тех пор Интернет продолжала расти без всякого руководства и планирования.

4. Понятие «компьютерная сеть». Типы сетей: локальные и глобальные. Понятие протокола

Компьютерная сеть – это способ электронного взаимодействия двух и более компьютеров и с целью приема и передачи информации (информационный обмен). Ее назначение – обеспечение совместного доступа к общим ресурсам: аппаратным, программным и информационным.

Протокол – набор правил (специальные стандарты), используемых при передаче информации, и обеспечивающих совместимость при взаимодействии аппаратного и программного обеспечения разных типов. В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети делятся налокальные и глобальные.

Модем – это устройство для передачи данных по телефонной линии, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые (МОдулятор – ДЕМодулятор). Главная характеристика модема – скорость передачи данных.

Несколько компьютеров, сосредоточенных на небольшом пространстве (комната, помещение, здание, группа зданий), или выполняющих однотипную работу, подключают друг к другу и называют локальной компьютерной сетью (ЛВС/ LAN - Local Area Network). Компьютеры локальной сети используют единый комплект протоколов для всех участников. Появление локальных сетей позволило значительно повысить эффективность применения ВТ за счет более рационального использования программных, аппаратных и информационных ресурсов, значительного улучшения эксплуатационных характеристик и создания максимальных удобств для работы пользователей. Компьютер, имеющий доступ к совместно используемым ресурсам, называетсяклиентом. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной сети, называетсясистемным администратором.

Рабочая группа– это несколько компьютеров, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, в число которых включен выделенныйсервер (host-компьютер) – достаточно мощный компьютер, на котором располагаются все совместно используемые ресурсы и специальное программное обеспечение для управления доступом ко всей сети.

Локальные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые(одноуровневые) сети ииерархические(многоуровневые).Одноранговая ЛС- "безсерверная" организация построения сети. Термин "одноранговая" означает, что все компьютеры, объединенные в сеть, имеют в ней одинаковые права. Каждый пользователь одноранговой сети может определить состав файлов, которые он предоставляет для общего использования. Таким образом, пользователи одноранговой сети могут работать как со всеми своими файлами, так и с файлами, предоставляемыми другими ее пользователями. Создание одноранговой сети обеспечивает также совместную эксплуатацию периферийных устройств. Серверные функции при этом распределены по сети.

ЛС с выделенным сервером (иерархические) – означает, что специально выделенный самый мощный компьютер (сервер) в сети берет на себя основные функции по ее обслуживанию: управляет созданием, поддержкой и использованием общих информационных ресурсов, включая доступ к ее базам данных и отдельным файлам, а также их защиту и аудит. К нему же присоединяются основные периферийные устройства: модем, принтер. Т.е. серверные функции не рассредоточены по сети, а централизованы.

Глобальная сеть (Internet/ Wan - Wide Area Network) - сеть компьютеров, удаленных на значительные расстояния. Они могут объединять несколько локальных сетей, использующих разные протоколы. Интернет – это Всемирная компьютерная сеть, единое информационное поле, состоящее из миллионов взаимосвязанных компьютеров. «Интернет» переводится на русский как «между сетей».

5. Топология сети

Способ соединения компьютеров называется топологиейсети. Базовые топологии - «шина», «звезда», «кольцо».

Вшинной(линейной) топологии все компьютеры подключены к одному общему кабелю, называемому шиной или магистралью. Это соединение, в принципе, аналогично соединению устройств внутри компьютера. Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

«Звезда» - все компьютеры подсоединены к центральной более мощной машине. Она играет ведущую роль в сети, через нее идут все информационные потоки. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности («звезда» более устойчива, чем «шина»).

В сети, имеющей структуру типа «кольцо», информация передается между станциями по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.

Все рассмотренные структуры – иерархические. Однако, благодаря использованию мостов, специальных устройств, объединяющих локальные сети с разной структурой, из вышеперечисленных типов структур могут быть построены сети со сложной иерархической структурой.

Каждая из топологий имеет свои преимущества и недостатки, поэтому способ соединения компьютеров в проектируемой сети должен тщательно прорабатываться.

6. Протокол TCP / IP. Адресация в Интернете

Протокол – набор правил, используемых при передаче информации, и обеспечивающих совместимость при взаимодействии аппаратного и программного обеспечения разных типов.

Основным «продуктом», который вы можете найти в Internet, является информация. Эта информация собрана в файлы, которые хранятся на серверах, и она может быть представлена в различных форматах. Формат данных зависит от того, каким сетевым сервисом вы воспользовались, и какие возможности по отображению информации есть на ПК. Компьютер, подключенный к Интернету, и использующий для связи с другими компьютерами сети специальный протоколTCP/IP, называетсяхостом.

В техническом понимании TCP/IP – это не один, а два сетевых протокола.TCP– это протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. ПротоколIP– адресный. Он определяет, куда происходит передача данных.

Каждый компьютер в сети Интернет имеет свой уникальный адрес. Существует два типа адресов – адрес для компьютера и адрес для пользователя.

Адрес для компьютераназываетсяIP-адресом (назначается провайдером). Например, 195.38.46.11 (этот адрес выражается четырьмя байтами). Обычно пользователь свойIP-адрес не использует. НеудобствоIP-адреса состоит в его безликости, отсутствии смысловой характеристики, трудной запоминаемости. Поэтому 1984 году Полом Мокапетрисом была разработананадстройка над IP-адресацией, называемая системойDNS(domain name system, система доменных имен).DNS-имена назначаются провайдером и, например, имеет вид:

www.microsoft.com

Они символьные, а не числовые; они удобнее для запоминания и ориентации; они несут смысловую нагрузку. Доменные имена также уникальны, т.е. нет в мире двух одинаковых доменных имен. Доменные имена, в отличие от IP-адресов необязательны, они приобретаются дополнительно.

win.smtp.dol.ru.

Приведенное выше доменное имя состоит из четырех, разделенных точками, простых доменов (или просто доменов). Число простых доменов в полном доменном имени может быть произвольным. Каждый из простых доменов характеризует некоторое множество компьютеров. Домены в имени вложены друг в друга, так что любой домен (кроме последнего) представляет собой подмножество домена, следующего за ним справа. Так, в приведенном примере DNS-имени домены имеют следующий смысл:

ru– домены страны, в данном случае обозначает все домены в России;

dol– домен провайдера, в данном случае обозначает компьютеры, локальной сети российской фирмыDemos;

smtp– домен группы серверовDemos, обслуживающих систему электронной почты;

win– имя конкретного компьютера из группыsmtp.

Таким образом, по всей организации и внутренней структуре DNS-система напоминает полный путь к конкретному файлу в дереве каталогов и файлов. Одно из различий состоит в том, что домен более высокого уровня вDNS-имени находится правее. Так же, как иIP-адрес,DNS-имя должно однозначно идентифицировать компьютер в Интернет. Полное доменное имя должно заканчиваться точкой.

Домены первого уровняразделяются натематическиеигеографические.

Тематические домены 1-ого уровня

COM	Commercial (для коммерческих организаций)
NET	Networks (Интернет, телекоммуникационные сети)
ORG	Organizations (некоммерческие организации либо организации, не попадающие в другие категории)
INFO	Information (открытый для всех домен)
BIZ	Business Organizations (аналог com)
NAME	Personal (для частных лиц)
INT	International Organizations (международные организации)
EDU	Educational (образовательные проекты США)
MIL	US Dept of Defense (департамент безопасности США)
GOV	US Government (правительство США)
MUSEUM	Museums (музеи)
AERO	Air-transport industry (воздушно-транспортная индустрия)
COOP	Cooperatives (кооперативы)

Территориальные домены первого уровня, в отличие от тематических, всегда двухбуквенные. На январь 2007 года в мире насчитывалось 243 территориальных (национальных) доменных зоны, среди них:

AU - AUstralia (Австралия)

BE - BElgium (Бельгия)

BY - BelorussiYa (Белоруссия)

CA - CAnada (Канада)

CZ - CZech republic (Чехия)

DE - DEutschland (Германия)

EU - EUrope (Европейский союз)

FI - FInland (Финляндия)

FR - FRance (Франция)

IL - IsraeL (Израиль)

JP - JaPan (Япония)

KZ - KaZakhstan (Казахстан)

NO - NOrway (Норвегия)

PL - PoLand (Польша)

RU - RUssian Federation (Россия)

SU - Soviet Union (Советский Союз)

TV - TuValu (Тувалу)

UA - UkrainA (Украина)

UK - United Kingdom (Англия)

US - United States (США)

Исторически сложилось так, что Россия владеет двумя национальными доменами: .RUи .SU. Последний остался за РФ после развала Советского Союза. Впрочем, в настоящий момент ведется пересмотр территориальных доменов, и в ближайшем будущем Россия может лишиться зоны .SU.

Регистрация доменных имен второго уровня в зонах .RUи .SUпроизводится организацией RU-CENTER (http://www.nic.ru). Стоимость доменного имени в зоне .RU- $20+НДС в год, в зоне .SU- $100+НДС в год. При регистрации требуется юридическое оформление договорных отношений, которое занимает около месяца, с учетом пересылки документов в Москву и из Москвы.

Регистрация доменного имени второго уровня в тематических доменных зонах доступна для организации или частного лица независимо от географического положения. Стоимость владения доменным именем в такой зоне не превышает $35 в год. Юридического оформления владения не требуется, требуется только выбрать подходящее доменное имя из числа незанятых и перечислить деньги. Одна из организаций, осуществляющих регистрацию имен в этих доменных зонах – NetworkSolution(http://www.netsol.com).

7. Подключение к Интернет

Для работы в Интернете необходимо:

1) физически подключить компьютер к одному из узлов сети Интернет,

2) получить IP-адрес,

3) установить и настроить программное обеспечение.

Физическое подключение может выделенным и коммутируемым. Для выделенного соединения необходимо проложить новую или арендовать готовую физическую линию связи (кабельную, оптоволоконную, радиоканал, спутниковый канал и т.п.).Коммутируемое соединение является временным. Оно не требует специальной линии связи и может быть осуществлено по телефонной линии. Для выделенного подключения характерна более высокая скорость передачи данных, чем для коммутируемого соединения. Организации, предоставляющие возможность подключения к своему узлу и выделяющиеIP-адреса, называютсяпровайдерами.

studfiles.net

Локальные и глобальные сети Основные понятия

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и специальное программное обеспечение (сетевые программные средства). Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением.

Основной задачей, решаемой при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI (модель взаимодействия открытых систем — Model of Open System Interconnections). (создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO (International Standards Organization).

Согласно модели ISO/OSIархитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях (общее число уровней — до семи). Самый верхний уровень — прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с вычислительной системой. Caмый нижний уровень — физический. Он обеспечивает обмен сигналами между устройствами. Обмен данными в системах связи происходит путем их перемещения с верхнего уровня на нижний, затем транспортировки и, наконец, обратным воспроизведением на компьютере клиента в результате перемещения с нижнего уровня на верхний.

Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи возможных уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты, называемые протоколами. Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы). Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов). Программы, выполняющие поддержку протоколов, также называют протоколами.

Так, например, если два компьютера соединены между собой прямым соединением, то на низшем (физическом) уровне протокол их взаимодействия определяют конкретные устройства физического порта (параллельного или последовательного) и механические компоненты (разъемы, кабель и т.п.). На более высоком уровне взаимодействие между компьютерами определяют программные средства, управляющие передачей данных через порты. Для стандартных портов они находятся в базовой системе ввода/вывода (BIOS). На самом высоком уровне протокол взаимодействия обеспечивает операционная система.

В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети принято разделять на локальные (LAN — Local Area Network) и глобальные (WAN — Wide Area Network). Компьютеры локальной сети преимущественно используют единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Они могут объединять компьютеры одного помещения, этажа, здания, группы компактно расположенных сооружений. Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Так, например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати (сетевой принтер) или, например, ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера (файлового сервера). Это же относится и к программному, и к информационному обеспечению. Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети он называется файловым сервером. Компьютерные сети, в которых нет выделенного сервера, а все локальные компьютеры могут общаться друг с другом на «равных правах» (обычно это небольшие сети), называются одноранговыми.

Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работа несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками (их может быть несколько в одной сети) называет администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.

Создание локальных сетей характерно для отдельных предприятий или отдельных подразделений предприятий. Если предприятие (или отрасль) занимает обширную территорию, то отдельные локальные сети могут объединяться в глобальные сети. В этом случае локальные сети связывают между собой с помощью любых традиционных каналов связи (кабельных, спутниковых, радиорелейных и т. п.). При соблюдении специальных условий для этой цели могут бы использованы даже телефонные каналы, хотя они в наименьшей степени удовлетворяют требованиям цифровой связи.

Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами. Шлюзы могут бы: как аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный компьютер (шлюзовый сервер), а может быть и компьютерная программа. В последнем случае компьютер может выполнять не только функцию шлюза, но и какие-то иные функции, типичные для рабочих станций.

При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет понятие сетевой безопасности. В частности, должен быть ограничен доступ в локальную сеть для посторонних лиц извне, а также ограничен выход за пределы локальной сети для сотрудников предприятия, не имеющих соответствующих прав. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают так называемые брандмауэры. Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

studfiles.net