Що таке всесвітня комп'ютерна мережа. Визначення та типи глобальних мереж

Давайте в цій статті спробуємо розібратися що таке Інтернет і з чим його їдять! В наш час Інтернет став невід'ємною частиною нашого життя: розваги та відпочинок, робота та новини, відповіді на запитання та багато іншого! Головним значенням, напевно, можна вважати базу знань, яка з кожним днем ​​тільки шириться!

Для звичайного користувачаяк ви або я - Інтернет це щось невидиме, але значуще, що дає можливість обмінюватися цифровою інформацієюта спілкуватися в реальному часі з будь-якою точкою світу!

А ось з іншого боку – Інтернет це мільярди комп'ютерів, пов'язаних між собою кабелями та радіохвилями, це ціла мережа, що пов'язує всіх і все в одне ціле!

Інтернет (мережа Інтернет, Internet)- глобальна мережа комп'ютерних ресурсів з колективним доступом на основі використання єдиної стандартної схеми адресації, високопродуктивної магістралі та високошвидкісних ліній зв'язку з головними мережевими комп'ютерами. – Вікіпедія

Як влаштований Інтернет?

Як Ви встигли зрозуміти зі вступу Інтернет це мільярди комп'ютерів пов'язаних між собою, кабелі проходять під океанами під товщею води, з'єднуючи материки, а потім приходять до користувача, але вже в модифікованому - найпростішим способом.

Все підключення Інтернет головним чином побудовано на цифрових IP адресах! Всі з'єднання з будь-яким пристроєм в мережі проходить за рахунок протоколів (http: , ftp:) це мову спілкування комп'ютерів між собою.

Коли Ви входите в мережу Інтернет, починаєте вводити потрібну вам адресу сайту:

То насправді ця адреса лише маска, під якою прихована все та ж цифрова адреса IP (Наприклад 12.233.123.7)

Так що наприклад завантажуючи файл з вашою улюбленою музикою або потрібним програмним софтом Ви можете звертатися до комп'ютера (серверу), який базується (перебуває) в Німеччині або США.

Які можливості надає Інтернет?

Інтернет Має широкий спектр можливостей, думаю половину Ви, напевно, знаєте, а в дечому і брали участь! Але головне це звичайно передача інформації, при чому вона може бути статичною або в дорозі свого призначення динамічно зміненою! Деяка інформація протягом всього свого зберігання може змінитися, а інша може бути доповнена!

Основними можливостями можна назвати:

• Веб – Серфінг (перегляд інтернет сторінок)
• Управління віддаленими комп'ютерами(дає можливість допомогти або працювати на іншому комп'ютері)
• Спілкування (обмін повідомленнями, пошта тощо)
• Обмін даними (любими файлами
• Переклад грошових коштів(Робота з банк. рахунками)
• Заробіток (наприклад фрілац)

WWW

WWW – всесвітнє павутиння (worldwide web) – це мережа пов'язаних між собою інтернет – сторінок на різних комп'ютерах. Декілька сторінок пов'язаних між собою однією темою і що знаходяться на одному комп'ютері, називається Сайтом! Зазвичай Інтернет-сторінок є текстовою інформацією, але може містити в собі будь-який цифровий файл.

ВЕБ – це найпопулярніший сервіс Інтернету, Ви не помічаєте, коли говорите про Інтернет, то маєте на увазі – ВЕБ! Майже весь інтернет як він є за допомогою гіпер-посилань, які вас переміщають по сторінках. Також Ви можете з легкістю переміщатися вводячи адресу ресурсу в адресному рядку- це називається URL (шлях).

Адресація Всесвітнього павутиння

А чи знаєте Ви що буде якщо в адресному рядку невірно ввести URL, Ви просто швидше за все побачите напис про те, що ця адреса не існує - перевірте правильність набору, АЛЕ трапляються випадки набравши адресу Ви потрапите на сайт з рекламною або «неякісною» інформацією. У таких випадках негайно залиште сторінку, не відкривайте жодних посилань, вони можуть містити вірусну загрозу. Цей видРозповсюдження вірусних кодів називається Фішинг.

Головне в адресі це звичайно, ДОМЕН, тобто важливо ввести правильну назву сайту, наприкладw-d-x.ru

Після чого ви зможете переміщатися всередині сайту за його посиланнями, не виходячи за межі одного інтернет ресурсу.

Насправді під адресою прихований цифровий IP адреса, яка і є справжньою адресою сайту. Саме за цією адресою браузер (програма перегляду інтернет сторінок) завантажує сторінку. Домени були придумані для того, щоб адреси були зручні для запам'ятовування та введення.

Усіми перекладами з цифрової адреси на зрозумілу буквену займаються спеціальні сервериDNS (domainnameserver). Одними з найбільшихDNS серверів є сервер-центрGoogle.

Що охоплює великі території і включає велику кількість вузлів, які, можливо, знаходяться в різних містах і країнах.

За територіальною ознакою знаходяться на верхньому рівні ієрархії:

1. Глобальні мережі WAN.
2. Міські мережі - Metropolitan Area Networks (MAN). Призначені для обслуговування території великого міста – мегаполісу.
3. Корпоративні (мережі організацій, підприємств) - Enterprise Wide Networks(EWN). Об'єднують велика кількістькомп'ютерів у територіально розподілених філіях окремого підприємства. Корпоративні мережі можуть бути складно пов'язані та покривати місто, регіон або навіть континент.
4. Локальні - Local Area Networks (LAN). До локальних мереж відносяться мережі комп'ютерів, зосереджені на невеликій території (зазвичай у радіусі 1-2 км). У випадку локальна мережа є комунікаційну систему, що належить однієї організації.
5. Персональні - Personal Area Networks (PAN). До персональних мереж відносяться мережі, призначені для взаємодії пристроїв, що належать одному власнику на невеликій відстані (зазвичай до 10м).

Глобальні обчислювальні мережіслужать для об'єднання розрізнених мереж те щоб користувачі і комп'ютери, де вони перебували, могли взаємодіяти з іншими учасниками глобальної мережі.

Саме при побудові глобальних мереж було вперше запропоновано та відпрацьовано багато основних ідей, що лежать в основі сучасних обчислювальних мереж. Такі, наприклад, як багаторівнева побудова комунікаційних протоколів, концепції комутації та маршрутизації пакетів.

Глобальні комп'ютерні мережі дуже багато успадкували з інших, набагато старіших і поширених глобальних мереж - телефонних. Головне технологічне нововведення, яке привнесли з собою перші глобальні комп'ютерні мережі, полягало у відмові від принципу комутації каналів, які протягом багатьох десятків років успішно використовувалися в телефонних мережах.

Деякі Глобальні обчислювальні мережі побудовані виключно для організацій, інші є засобом комунікації корпоративних ЛОМ з мережею Інтернет або через Інтернет з віддаленими мережами, що входять до складу корпоративних. Найчастіше ГВС спирається на виділені лінії, одному кінці яких маршрутизатор підключається до ЛВС, але в іншому комутатор зв'язується з іншими частинами ГКС. Основними використовуваними протоколами є TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM і Frame relay. Раніше був широко поширений протокол X.25, який може по праву вважатися прабатьком Frame relay.

Опис

Глобальні обчислювальні мережі пов'язують комп'ютери, розосереджені з відривом сотень і тисяч кілометрів. На початкових етапахДля розвитку комп'ютерних мереж для побудови WAN використовувалися вже існуючі не дуже якісні лінії зв'язку. В цьому випадку, нижчі, ніж у локальних мережах, швидкості передачі даних (десятки кілобіт за секунду) обмежували набір послуг передачею файлів, переважно не в оперативному, а в фоновому режимі, за допомогою електронної пошти . У той самий час, для стійкої передачі дискретних даних застосовуються складніші методи та устаткування, ніж у локальних мережах.

В даний час розрив між WAN, MAN та LAN за швидкостями доступу та якості все більше зменшуються, тому, у період приблизно з 2005 до 2012р. з'явилася можливість передачі високоякісного медіаконтенту, у тому числі в режимі реального часу, що стимулювало зростання інтернет-компаній та сервісів по всьому світу, таких як Skype, Zoom, Youtube, Instagram, Twitch, etc.

Відмінність глобальної мережі від локальної

Глобальні мережі відрізняються від локальних тим, що глобальні мережірозраховані на необмежену кількість абонентів на великій географічній території.

У глобальних мережах набагато важливіше не якість зв'язку, а сам факт існування. Щоправда, у теперішній моментвже не можна провести чіткий та однозначний розділ між локальними та глобальними мережами. Більшість локальних мереж мають вихід у глобальну мережу, але характер переданої інформації, принципи організації обміну, режими доступу до ресурсів усередині локальної мережі, як правило, сильно відрізняються від тих, що прийняті у глобальній мережі. І хоча всі комп'ютери локальної мережі в цьому випадку включені також і до глобальної мережі, специфіку локальної мережі це не скасовує. Можливість виходу в глобальну мережу залишається лише одним із ресурсів, поділеним користувачами локальної мережі.

Найбільші глобальні обчислювальні мережі

Літературні джерела.

Groth, David та Skandler, Toby (2005). Network+ Study Guide, Fourth Edition. Sybex, Inc. ISBN 0-7821-4406-3. Forouzan, Behrouz. Data Communications and Networking. McGraw-Hill. p. 14. ISBN 9780073376226. "Campus Area Networks (CAN). Computer and Network Examples". conceptdraw.com "Frame relay". techtarget.com. Y. Rekhter; B. Moskowitz; D. Karrenberg; G. J. de Groot; E. Lear (February 1996). Address Allocation for Private Internets. Network Working Group IETF. doi:10.17487/RFC1918. BCP 5. RFC 1918 . "Welcome to the GitHub API Development and Support Board!". github.community. 2018-11-07. Retrieved 2019-07-26. "AT&T Completes Industry-Leading 400 Gb Ethernet Testing, Establishing Future Network Blueprint for Service Providers and Businesses". www.att.com. September 8, 2017. Maher, Robert; Alvarado, Alex; Lavery, Domaniç; Bayvel, Polina (11 February 2016). "Increasing the information rates of optical communications via coded modulation: a study of transceiver performance". Scientific Reports. 6 (1): 21278. doi: 10.1038/srep21278. PMC 4750034. PMID 26864633 . "A New Laser for Faster Internet - Caltech". Cal Tech. МедіаВікі Університету ІТМО. В. Оліфер Н. Оліфер (2010). Комп'ютерні мережі. Принципи, технології, протоколи.

Сьогодні багато користувачів все частіше стикаються з поняттям глобальної комп'ютерної мережі. Правда, далеко не всі повною мірою усвідомлюють те, що це таке в найширшому розумінні, і які можливості глобальної мережі, обмежуючись лише інтернетом. Спробуємо розібратися в даному питанніДещо докладніше, а також розглянемо деякі основні характеристики, які притаманні таким комп'ютерним структурам.

Що таке глобальна мережа: загальне поняття

Почнемо з розуміння самого визначення мереж такого типу. Виходячи з того, що пропонується в описі найбільш відомими та шанованими інформаційними джереламиу Всесвітній павутині, під глобальними мережами розуміють організаційні структури, що об'єднують окремі комп'ютери чи термінали, що у локальної мережі, між собою, незалежно від своїх фізичного местоположения. То що це таке?

Справді, це є якась структура, яка здатна забезпечувати взаємодію терміналів користувача або навіть мобільних пристроївнезалежно від того, в якій точці земної кулі вони знаходяться. Що найцікавіше, такі структури відносяться до віртуальних понять, оскільки провідні з'єднання між усіма пристроями по всьому світу встановити неможливо просто фізично.

Локальні та глобальні мережі: у чому різниця?

Деякі користувачі помилково вважають, що між цими двома поняттями різниці немає. Тут варто подивитися на найголовнішу відмінність між мережами обох типів.

Локальна мережа сама по собі розрахована на об'єднання лише строго певної кількості комп'ютерних пристроїв і не може взаємодії між ними при перевищенні їх кількості. Крім того, такі мережі забезпечують лише загальний доступдеякі програми або документи, а зв'язок здійснюється через центральний сервер або кілька серверів.

Організація глобальних мереж у цьому відношенні відрізняється докорінно. Вони можуть входити і окремі комп'ютери чи мобільні девайси, і локальні мережі. Іншими словами, обмежень за кількістю пристроїв, що одночасно підключаються, не існує в принципі (хіба що присвоєння кожному пристрою зовнішнього ідентифікатора, як, наприклад, IP-адреса в інтернеті, або номер мобільного телефону). Протокол IPv4 незабаром вичерпає свої можливості через обмеженість кількості адрес, зате у шостої версії, яка йде на зміну четвертої, такі обмеження якщо і є, то досить умовні.

Принципи організації

Розвиток глобальних мереж почався, як вважається, ще з того моменту, коли зв'язок між комп'ютерними пристроями спробували встановити через ARPANET. Ця мережа принципово є прародителькою сучасного інтернету.

Тільки ще на зорі здійснення такої ідеї зв'язок здійснювався за допомогою кабелів, але згодом рішення щодо організації комп'ютерної взаємодії вийшло на новий рівень. Якщо казати простою мовою, структура така, що з одного боку є маршрутизатор ЛВС для виходу, з другого - комутатор зв'язку з необхідними частинами глобальної мережі.

Типи глобальних мереж

Якщо говорити про те, що таке глобальна мережа, не можна не порушити питання, що стосується сучасних типів таких комп'ютерних структур.

Здебільшого класифікації виділяють кілька основних класів, серед яких будь-якому користувачеві відомі такі як:

• супутникові мережі;
• мобільні мережі;
• інтернет та його різновиди.

Як це працює?

Як відомо, доступом у глобальну мережу забезпечується з допомогою ідентифікації пристрою, а зв'язок здійснюється у вигляді використання спеціальних протоколів.

Для різних мереж та різних операційних систем самі протоколи можуть відрізнятися, однак у міжнародних стандартахзазвичай можна зустріти протоколи на кшталт TCP/IP, ATM, MPLS, SONET/SDH та інших. Кожен такий протокол є набором певних правил, якими здійснюється доступом у глобальну мережу, проводиться передача і прийом інформації чи ідентифікація користувацьких пристроїв тощо. Зауважте, в даному випадку про ініціалізацію персони самого користувача не йдеться. Все це стосується виключно комп'ютерів або мобільних девайсів.

Найбільш відомі глобальні мережі

Взагалі, сьогодні найпопулярнішими вважають мережі типу Internet і FidoNet. Проте мало хто здогадується, що мережі мобільних операторівтакож є своєрідними глобальними структурами, що використовують для зв'язку між пристроями стандарти технологій GSM.

А як же 3G/4G? Тут потрібно чітко розуміти, що ці стандарти використовуються винятково для виходу в інтернет, а, простіше кажучи, для зв'язку однієї глобальної мережі з іншою. І будь-яка глобальна мережа спочатку орієнтована високу швидкість передачі, що вигідно відрізняє її від локальної структури. Але на сьогоднішній день мережі мобільних операторів однаково можна віднести і до локальної, і до глобальної мережі, оскільки в них об'єднані лише суворо визначені ідентифіковані за номерами пристрої, а з іншого боку, їх кількість зростає з кожним днем, що передбачає присвоєння таких ідентифікаторів. практично у необмеженій кількості.

Деякі базові можливості та проблеми

Але давайте подивимося, що є глобальною мережею Інтернет. Саме структура, що називається World Wide Web, стала найбільш популярною, розвиненою та розгалуженою. Якщо раніше вона була орієнтована переважно на здійснення пересилання кореспонденції у вигляді електронної поштиабо відвідування веб-сторінок, сьогодні її ресурси такі, що користувачі будь-якої точки світу можуть спілкуватися між собою, скажімо, через відеочати в режимі реального часу або в соціальних мережах, завантажувати інформацію будь-якого типу, зберігати власні дані в хмарних сервісахі т.д.

Одним із найцікавіших інструментів можна назвати одночасний доступ до електронним документам, при якому мається на увазі відкриття та редагування файлів декількома користувачами одночасно. Само собою зрозуміло, що будь-яка зміна в документі відразу відображається на комп'ютерах всіх підключених в Наразікористувачів. Що таке глобальна мережа у цьому сенсі? Це інструмент, що забезпечує програмну взаємодію на всіх рівнях і між будь-якими користувачами.

Але поява Всесвітньої павутини у певному сенсі породила і безліч проблем, оскільки саме в інтернеті сьогодні поширюється така величезна кількість вірусів, шкідливих кодів та програм, що й уявити собі важко. Навіть найпросунутіші розробники антивірусного програмного забезпеченняне встигають стежити їх появою.

Звичайно ж, це далеко не всі можливості, які можна навести як приклад. Біткоін-майнінг, що набирає останнім часом, теж можна віднести до таких інструментів. Тут технологія така, що за допомогою інтернету можна поєднати в одну віртуальну мережумашини навіть без згоди їх власників та скористатися багаторазовим збільшенням продуктивності окремо взятого комп'ютера за рахунок використання обчислювальних можливостей інших терміналів. Природно, у певному сенсі такі програми можна назвати вірусами чи діями, які під юрисдикцію незаконного доступу до чужої інформації, проте саме як засоби глобальних мереж такі можливості скидати з рахунків не можна.

Крім того, окремо варто відзначити і мережеві операційні системи, які не вимагають встановлення на жорсткий диска можуть завантажуватися на комп'ютерний термінал з віддаленого сервера, забезпечуючи повноцінну роботу будь-якого пристрою. Як вважається, такі технології на сьогоднішній день найбільш актуальні, оскільки система захисту, що застосовується для їх структур та віддаленого доступу, набагато вища, ніж у стаціонарних системах.

Короткі висновки

В цілому ж, думається, вже трохи зрозуміло, що таке глобальна мережа і в чому її відмінність від мережі локальної. Звичайно, розглянути абсолютно всі інструменти, що надаються, неможливо в принципі. Однак питання цього, власне, і не стояло. Принаймні, з вищевикладеного матеріалу можна зрозуміти, що це за структури, навіщо вони потрібні і які базові можливості мають.

Глобальна мережа – це об'єднання комп'ютерів, розташованих на віддаленій відстані, для загального використання світових інформаційних ресурсів. На сьогоднішній день їх налічується у світі понад 200. З них найвідомішою та найпопулярнішою є мережа Інтернет.

На відміну від локальних мереж у глобальних мережах немає єдиного центру управління. Основу мережі складають десятки та сотні тисяч комп'ютерів, з'єднаних тими чи іншими каналами зв'язку. Кожен комп'ютер має унікальний ідентифікатор, що дає змогу "прокласти до нього маршрут" для доставки інформації. Зазвичай у глобальній мережі об'єднуються комп'ютери, що працюють за різними правилами різну архітектуру, системне програмне забезпечення тощо). Тому передачі інформації з однієї виду мереж до іншого використовуються шлюзи.

Шлюзи (gateway) - це устрою (комп'ютери), службовці об'єднання мереж з різними протоколами обміну.

Протокол обміну- це набір правил (угода, стандарт), визначальний принципи обміну даними між різними комп'ютерами у мережі.

Протоколи умовно поділяються на базові (нижчого рівня) , що відповідають за передачу інформації будь-якого типу, та прикладні (вищого рівня) , відповідальні за функціонування спеціалізованих служб

Головний комп'ютер мережі, який надає доступ до загальної бази даних, забезпечує спільне використання пристроїв введення-виводу та взаємодії користувачів називається сервером.

Комп'ютер мережі, який тільки використовує мережеві ресурси, але сам свої ресурси в мережу не дає називається клієнтом(часто його ще називають робочою станцією).

Для роботи в глобальній мережі користувачеві необхідно мати відповідне апаратне та програмне забезпечення.

Програмне забезпечення можна розділити на два класи:

програми-сервери, що розміщуються на вузлі мережі, що обслуговує комп'ютер користувача;

програми-клієнти, розміщені на комп'ютері користувача та послуг сервера.

Глобальні мережі надають користувачам різноманітні послуги: електронна пошта, віддалений доступдо будь-якого комп'ютера мережі, пошук даних та програм тощо.

Апаратні засоби реалізації лвс

У найпростішому випадку для роботи мережі достатньо мережевих карток та кабелю. Якщо необхідно створити досить складну мережу, то знадобиться спеціальне мережне обладнання.

Комп'ютери в локальній мережі з'єднуються за допомогою кабелів, які передають сигнали. Кабель, що з'єднує два компоненти мережі (наприклад, два комп'ютери), називається сегментом. Кабелі класифікуються залежно від можливих значень швидкості передачі та частоти виникнення збоїв і помилок. Найчастіше використовуються кабелі трьох основних категорій:

неекранована кручена пара . Максимальна відстань, де можуть бути розташовані комп'ютери, з'єднані цим кабелем, досягає 90 м. Швидкість передачі інформації - від 10 до 155 Мбіт/с; екранована кручена пара. Швидкість передачі - 16 Мбіт/с на відстань до 300 м.

до оаксіальний кабель . Відрізняється вищою механічною міцністю, помехозащищенностью і дозволяє передавати інформацію на відстань до 2000 м зі швидкістю 2-44 Мбіт/с;

волоконно-оптичний кабель . Ідеальне передавальне середовище, він не схильний до дії електромагнітних полів, дозволяє передавати інформацію на відстань до 10 000 м зі швидкістю до 10 Гбіт/с.

Для побудови локальних мереж зараз найширше використовується кручена пара. Усередині такий кабель складається з двох або чотирьох пар мідного дроту, перекручених між собою. Віта пара також має свої різновиди: UTP (Unshielded Twisted Pair – неекранована кручена пара) та STP (Shielded Twisted Pair – екранована кручена пара). Ці різновиди кабелю здатні передавати сигнали на відстань близько 100 м. Як правило, у локальних мережах використовується саме UTP. STP має плетену оболонку з мідної нитки, яка має більше високий рівеньзахисту та якості, ніж оболонка кабелю UTP.У кабелі STP кожна пара проводів додатково екранована (вона обгорнута шаром фольги), що захищає дані, що передаються, від зовнішніх перешкод. Таке рішення дозволяє підтримувати високі швидкості передачі на більші відстані, ніж у разі використання кабелю UTP. Віта пара підключається до комп'ютера за допомогою роз'єму RJ-45 (Registered Jack 45), який дуже нагадує телефонний роз'єм RJ-11 (Registered Jack 11).

Віта пара здатна забезпечувати роботу мережі на швидкостях 10, 100 та 1000 Мбіт/с.

Коаксіальний кабель складається з мідного дроту, покритого ізоляцією, що екранує металевою оплеткою та зовнішньою оболонкою. По центральному дроту кабелю передаються сигнали, які попередньо були перетворені дані. Такий провід може бути як цілісним, так і багатожильним. Для організації локальної мережі використовуються два типи коаксіального кабелю: ThinNet. (тонкий, 10Base2) та ThickNet (товстий, 10Base5). Наразі локальні мережі на основі коаксіального кабелю практично не зустрічаються. Швидкість передачі в такій мережі не перевищує 10 Мбіт/с. Обидва різновиди кабелю, ThinNet і ThickNet, підключаються до гнізда BNC, а обох кінцях кабелю мають бути встановлені термінатори.

В основі оптоволоконного кабелю знаходяться оптичні волокна(Світловоди), дані по яких передаються у вигляді імпульсів світла. Електричні сигнали оптоволоконному кабелю не передаються, тому сигнал не можна перехопити, що практично виключає несанкціонований доступ до даних. Оптоволоконний кабель використовують для транспортування великих обсягів інформації на максимально доступних швидкостях. Головним недоліком такого кабелю є його крихкість: його легко пошкодити, а монтувати та з'єднувати можна лише за допомогою спеціального обладнання,

2. Мережеві карти

Мережеві карти уможливлюють з'єднання комп'ютера та мережевого кабелю. Мережа карта перетворює інформацію, яка призначена для відправлення, у спеціальні пакети. Пакет - логічна сукупність даних, до якої входять заголовок з адресними відомостями та інформація. У заголовку присутні поля адреси, де знаходиться інформація про місце відправлення та пункт призначення даних. Мережна платааналізує адресу призначення отриманого пакета та визначає, чи дійсно пакет направлявся даному комп'ютеру. Якщо висновок буде позитивним, плата передасть пакет операційній системі. В інакшепакет не оброблятиметься. Спеціальне програмне забезпечення дозволяє обробляти всі пакети, що проходять усередині мережі. Таку можливість використовують системні адміністратори, коли аналізують роботу мережі та зловмисники для крадіжки даних, що проходять по ній. Будь-яка мережева карта має індивідуальну адресу, вбудовану в її мікросхеми. Ця адреса називається фізичною, або МАС-адресою (Media Access Control - управління доступом до середовища передачі). Порядок дій, що здійснюються мережевою картою, є наступним. Отримання інформації від операційної системи та перетворення її на електричні сигналидля подальшого відправлення кабелем. Отримання електричних сигналів по кабелю та перетворення їх назад у дані, з якими здатна працювати операційна система. Визначення, чи призначений пакет даних для цього комп'ютера. Управління потоком інформації, що проходить між комп'ютером та мережею.

Все частіше мережеві карти інтегруються в материнську платута підключаються до південного мосту. Процесор зв'язується з південним мостом і всім обладнанням, що до нього підключено, через північний міст.

Крім того, операційна система кожного комп'ютера, підключеного до мережі, повинна мати засоби мережевої підтримки: спеціальні системні та користувацькі програми, а також набір певних правил, що регламентують форми та процедури обміну інформацією по мережі між двома або декількома пристроями (або процесами), які називаються мережними протоколами

3. Повторювачі

Локальна мережа може бути розширена за рахунок використання спеціального пристрою, який називається «репітер» (Repeater - повторювач). Його основна функція у тому, щоб, отримавши дані одному з портів, перенаправити їх у інші порти. Дані порти можуть бути довільного типу: RJ-45 або Fiber-Optic. Комбінації також не грають ролі, що дозволяє об'єднувати елементи мережі, які побудовані на основі різних типівкабелю. Інформація в процесі передачі на інші порти відновлюється, щоб унеможливити відхилення, які можуть з'явитися в процесі руху сигналу від джерела.

Повторювачі можуть виконувати функцію розподілу. Якщо повторювач визначає, що на якомусь із портів відбувається занадто багато колізій, він робить висновок, що на цьому сегменті сталася неполадка, і ізолює його. Ця функція запобігає розповсюдженню збоїв одного з сегментів на всю мережу.

Повторювач дозволяє:

§ з'єднувати два сегменти мережі з однаковими або різними видами кабелю;

§ регенерувати сигнал збільшення максимальної відстані його передачі;

§ передавати потік даних в обох напрямках.

4. Концентратори

Концентратор - пристрій, здатний поєднати комп'ютери у фізичну зіркоподібну топологію. Концентратор має кілька портів, що дозволяють підключити мережеві компоненти. Концентратор, що має лише два порти, називають мостом. Міст потрібний для з'єднання двох елементів мережі.

Мережа разом із концентратором є «загальну шину». Пакети даних під час передачі через концентратор будуть доставлені на всі комп'ютери, підключені до локальної мережі.

Існує два види концентраторів:

§ Пасивні концентратори. Такі пристрої надсилають отриманий сигнал без попередньої обробки.

§ Активні концентратори (багатопортові повторювачі). Приймають вхідні сигнали, обробляють їх та передають у підключені комп'ютери.

5. Комутатори

Комутатори необхідні для організації більш тісного з'єднання між комп'ютером-відправником і кінцевим комп'ютером. У процесі передачі через комутатор у пам'ять записується інформація про МАС- адресах комп'ютерів. З допомогою цієї інформації комутатор становить таблицю маршрутизації, у якій кожному з комп'ютерів зазначено його належність певному сегменту мережі.

При отриманні комутатором пакетів даних створює спеціальне внутрішнє з'єднання (сегмент) між двома своїми портами, використовуючи таблицю маршрутизації. Потім надсилає пакет даних до відповідного порту кінцевого комп'ютера, спираючись на інформацію, описану в заголовку пакета.

Таким чином, це з'єднання є ізольованим від інших портів, що дозволяє комп'ютерам обмінюватися інформацією з максимальною швидкістю, яка доступна для цієї мережі. Якщо у комутатора присутні лише два порти, він називається мостом.

Комутатор надає такі можливості:

§ надіслати пакет з даними з одного комп'ютера на кінцевий комп'ютер;

§ збільшити швидкість передачі даних.

6. Маршрутизатори

Маршрутизатор за принципом роботи нагадує комутатор, проте має більший набір функціональних можливостей. Він вивчає як MAC, а й IP-адреси обох комп'ютерів, що у передачі даних. Транспортуючи інформацію між різними сегментами мережі, маршрутизатори аналізують заголовок пакета і намагаються визначити оптимальний шлях переміщення даного пакета. Маршрутизатор здатний визначити шлях до довільного сегменту мережі, використовуючи інформацію з таблиці маршрутів, що дозволяє створювати спільне підключення до Інтернету чи глобальної мережі.

Маршрутизатори дозволяють зробити доставку пакета найшвидшим шляхом, що дозволяє підвищити пропускну здатність великих мереж. Якщо якийсь сегмент мережі перевантажений, потік даних піде іншим шляхом.

Як простий маршрутизатор може бути використаний звичайний комп'ютер.

Глобальна комп'ютерна мережа Інтернет

Склад Інтернету

Інтернет – мережа мереж. Локальні мережізазвичай об'єднують кілька десятків комп'ютерів, розміщених у одному будинку, проте де вони дозволяють забезпечити спільний доступом до інформації користувачам, що у, наприклад, у різних частинах міста. І тут дистанційний доступом до інформації забезпечують регіональні мережі, що об'єднують комп'ютери в межах одного регіону (міста, країни, континенту)

Багато організацій, зацікавлених у захисту від несанкціонованого доступу (наприклад, військові, банківські та інших.), створюють власні, звані корпоративні мережі. Корпоративна мережа може об'єднувати тисячі та десятки тисяч комп'ютерів, розміщених у різних країнах та містах.

Потреби формування єдиного світового інформаційного просторупривели до об'єднання локальних, регіональних та корпоративних мережу глобальну комп'ютерну мережу Інтернет. В результаті в даний час (на січень 2005 року) основу Інтернету становлять понад триста мільйонів серверів.

Надійність функціонування глобальної мережі забезпечує велику кількість каналів передачі інформації з високою пропускною здатністю між локальними, регіональними та корпоративними мережами. Наприклад, російська регіональна комп'ютерна мережаРунет (RU) з'єднується численними каналами передачі з північно-американської (US), європейської (EU) і японської (JP) регіональними мережами (рис. 6.5).

Інтернет- це глобальна комп'ютерна мережу, у якій локальні, регіональні та корпоративні мережі з'єднані між собою численними каналами передачі з високою пропускною спроможністю.

Підключення до інтернету.Кожна локальна, регіональна або корпоративна мережа має принаймні один комп'ютер (сервер Інтернету), який має постійне підключеннядо Інтернету.

Для підключення локальних мереж найчастіше використовуються оптоволоконні лінії зв'язку. Однак у разі підключення незручно розташованих або віддалених комп'ютерних мереж, коли прокладка кабелю утруднена або неможлива, використовуються бездротові лінії зв'язку. Якщо передавальна та приймаюча антени знаходяться в межах прямої видимості, то використовуються радіоканали, інакше обмін інформацією проводиться через супутниковий канал з використанням спеціальних антен (рис. 6.6).

Сотні мільйонів комп'ютерів користувачів можуть періодично підключатися до Інтернету комутованим телефонним каналамза допомогою провайдерів Інтернету. Провайдери Інтернету мають високошвидкісні з'єднання своїх серверів з Інтернетом і тому можуть надати Інтернет-доступ телефонними каналами одночасно сотням і тисячам користувачів.

Для підключення комп'ютера користувача по телефонному каналу з сервером Інтернет-провайдера до обох комп'ютерів мають бути підключені модеми. Модеми забезпечують передачу цифрових комп'ютерних даних аналоговими телефонними каналами зі швидкістю до 56 Кбіт/с.

Сучасні ADSL-технології дозволяють використовувати звичайні телефонні каналидля високошвидкісного (1 Мбіт/с та вище) підключення до Інтернету. Важливо, що при цьому телефонний номерзалишається вільним.

Звичайні та ADSL модемипідключаються до USB-порту комп'ютера та до гнізда телефонної розетки(Рис. 6.7).

Рис. 6.7. Звичайний та ADSL модеми

Користувачі портативних комп'ютерів можуть підключатися до Інтернету за допомогою бездротової технології Wi-Fi. На вокзалах, в аеропортах та інших громадських місцях встановлюються точки доступу до бездротового зв'язку, підключені до Інтернету. У радіусі 100 м портативний комп'ютер оснащений бездротовим зв'язком, автоматично отримує доступ до Інтернету зі швидкістю до 11 Мбіт/с.

Контрольні питання

1. Які типи комп'ютерних мереж утворюють Інтернет?

2. Які існують способи підключення до Інтернету та які їх переваги та недоліки?

Адресація в Інтернеті

Інтернет-адреса.Для того, щоб у процесі обміну інформацією комп'ютери могли знайти один одного, в Інтернеті існує єдина системаадресації, що базується на використанні Інтернет-адрес.

Кожен комп'ютер, підключений до Інтернету, має свій унікальний двійковий 32-бітовий Інтернет-адреса.

Існує формула, яка пов'язує між собою кількість можливих інформаційних повідомлень N та кількість інформації I, яка несе отримане повідомлення:

Інтернет-адреса несе кількість інформації I = 32 біта, тоді загальна кількість N різних Інтернет-адрес дорівнює:

N = 2 I = 2 32 = 4294967296

Інтернет-адреса завдовжки 32 біти дозволяє підключити до Інтернету понад 4 мільярди комп'ютерів.

за нової технології "Розумний дімдо Інтернету зможуть бути підключені не тільки комп'ютери, а й побутові прилади (холодильники, пральні машинита ін) та аудіо- та відеотехніка, якими можна буде керувати дистанційно. У цьому випадку чотирьох мільярдів Інтернет-адрес може виявитися недостатньо і доведеться перейти на більш довгу Інтернет-адресу.

Для зручності сприйняття двійкову 32-бітову Інтернет-адресу можна розбити на чотири частини по 8 бітів і кожну частину подати в десятковій формі. Десяткова Інтернет-адреса складається з чотирьох чисел в діапазоні від 0 до 255, розділених точками (наприклад, 213.171.37.202) (табл. 6.1).

Усі сервери Інтернету мають постійні Інтернет-адреси. Однак провайдери Інтернету часто надають користувачам доступ до Інтернету не з постійною, а з тимчасовою Інтернет-адресою. Інтернет-адреса може змінюватися при кожному підключенні до Інтернету, але в процесі сеансу залишається незмінною і користувач може її визначити.

Доменна система назв.Людині запам'ятати числову адресу нелегко, тому для зручності користувачів Інтернету було введено доменна системаімен, яка ставить у відповідність числовій Інтернет-адресі комп'ютера унікальне доменне ім'я.

Доменна система імен має ієрархічну структуру: домени верхнього рівня - домени другого рівня - домени третього рівня

Домени верхнього рівня існують двох типів: географічні та адміністративні. Кожній країні світу виділено свій географічний домен, що позначається дволітерним кодом. Наприклад, Росії належить географічний домен ru, в якому російські організаціїта громадяни мають право зареєструвати домен другого рівня.

Адміністративні домени позначаються трьома або більше літерами та призначені для реєстрації доменів другого рівня організаціями різних типів (табл. 6.2).

Так, компанія Microsoft зареєструвала домен другого рівня Microsoftв адміністративному домені верхнього рівня com, а Московський інститут відкритої освіти – домен другого рівня metodistу географічному домені верхнього рівня ru(Рис. 6.8).

Рис. 6.8. Доменна система імен

Доменне ім'я сервера Інтернету складається з послідовності (справа ліворуч) імен домену верхнього рівня, домену другого рівня та власне імені комп'ютера. Так, основний сервер компанії Microsoft має ім'я www.microsoft.com, сервер інституту має ім'я iit.metodist.ru.

Кожен комп'ютер, підключений до Інтернету, має Інтернет-адресу, однак він може не мати доменне ім'я. Доменні імена мають сервери Інтернету, але доменне ім'я зазвичай не мають комп'ютери, що підключаються до Інтернету по телефонних лініях.

Контрольні питання

1. Чи має кожен комп'ютер, підключений до Інтернету, Інтернет-адресу? Доменне ім'я?

2. Як будується доменна система імен?

Завдання для самостійного виконання

6.3 Завдання з короткою відповіддю. Двійкова 32-бітова Інтернет-адреса комп'ютера представлена ​​в десятковій формі.

6.4 Завдання з короткою відповіддю. Записати доменне ім'я комп'ютера, зареєстрованого в домені першого рівня ru, домені другого рівня schools та має власне ім'я www.

Маршрутизація та транспортування даних по комп'ютерних мережах

Мережа Інтернет, що є мережею мереж та об'єднує величезну кількість різних локальних, регіональних та корпоративних мереж, функціонує та розвивається завдяки використанню єдиного принципумаршрутизації та транспортування даних.

Маршрутизація даних.Маршрутизація даних забезпечує передачу інформації між комп'ютерами мережі. Розглянемо принцип маршрутизації даних за аналогією з передачею інформації за допомогою звичайної пошти. Щоб лист дійшов за призначенням, на конверті вказується адреса одержувача (кому лист) і адресу відправника (від кого лист).

Аналогічно, інформація, що передається по мережі "пакується в конверт", на якому "пишуться" Інтернет-адреси комп'ютерів одержувача та відправника, наприклад: "Кому: 198.78.213.185", "Від кого: 193.124.5.33". Вміст конверту на комп'ютерною мовоюназивається Інтернет-пакетомі є набір байтів.

У процесі надсилання звичайних листів вони спочатку доставляються на найближче до відправника поштове відділення, а потім передаються по ланцюжку поштових відділень на найближче до одержувача поштове відділення. На проміжних поштових відділеннях листи сортуються, т. е. визначається, яке наступне поштове відділення необхідно надіслати той чи інший лист.

Інтернет-пакети на шляху до комп'ютера-отримувача також проходять через численні проміжні сервери Інтернету, на яких здійснюється операція маршрутизації. В результаті маршрутизації Інтернет-пакети надсилаються від одного сервера Інтернету до іншого, поступово наближаючись до комп'ютера-отримувача.

МаршрутизаціяІнтернет-пакетів забезпечує доставку інформації від комп'ютера-відправника до комп'ютера-одержувача.

Маршрути доставки Інтернет-пакетів можуть бути різними, і тому перші Інтернет-пакети можуть досягти комп'ютера-отримувача в останню чергу. Наприклад, у процесі передачі файлу від сервера Від до сервера Кому маршрут першого Інтернет-пакета може бути Від-1-2-Кому, другого - Від-Кому і третього - Від-3-4-5-Кому (рис. 6.9).

Рис. 6.9. Маршрутизація та транспортування даних

"Географія" Інтернету суттєво відрізняється від звичної нам географії. Швидкість отримання інформації залежить від віддаленості сервера Інтернету, як від маршруту проходження інформації, т. е. кількості проміжних серверів і якості ліній зв'язку (їх пропускної спроможності), якими передається інформація від сервера до сервера.

За маршрутом проходження інформації в Інтернеті можна познайомитись за допомогою спеціальних програм, які дозволяють простежити, через які сервери та з якою затримкою передається інформація з вибраного сервера Інтернету на ваш комп'ютер.

Транспортування даних.Тепер уявімо, що нам необхідно переслати поштою багатосторінковий рукопис, а пошта бандеролі та посилки не приймає. Ідея проста: якщо рукопис не поміщається у звичайний поштовий конверт, його треба розібрати на листи та переслати їх у кількох конвертах. При цьому аркуші рукопису необхідно обов'язково пронумерувати, щоб одержувач знав, у якій послідовності потім ці аркуші зібрати.

В Інтернеті часто трапляється аналогічна ситуація, коли комп'ютери обмінюються великими файлами. Якщо надіслати такий файл цілком, то він може надовго "закупорити" канал зв'язку, зробити його недоступним для пересилання інших повідомлень.

Для того, щоб цього не відбувалося, на комп'ютері-відправнику необхідно розбити великий файлна дрібні частини, пронумерувати їх та транспортувати у формі окремих Інтернет-пакетів до комп'ютера-отримувача.

На комп'ютері-одержувачі необхідно зібрати вихідний файл з окремих частин у правильній послідовності, тому файл не може бути зібраний доти, доки не прийдуть всі Інтернет-пакети.

Транспортування данихпровадиться шляхом розбиття файлів на Інтернет-пакети на комп'ютері-відправнику, індивідуальної маршрутизації кожного пакета та складання файлів з пакетів у початковому порядку на комп'ютері-одержувачі.

Час транспортування окремих Інтернет-пакетів між локальним комп'ютеромта сервером Інтернету можна визначити за допомогою спеціальних програм.

Маршрутизація та транспортування даних в Інтернеті здійснюється на основі протоколу TCP/IP, який є основним "законом" Інтернету. Термін "TCP/IP" включає назву двох протоколів передачі даних:
- TCP (Transmission Control Protocol – транспортний протокол);
- IP (Internet Protocol – протокол маршрутизації).

Контрольні питання

1. Як здійснюється доставка даних за вказаною Інтернет-адресою?

2. З якою метою при передачі файлів по комп'ютерних мережах проводиться їх розбиття на Інтернет-пакети?