| §4.1 Локальні та глобальні комп'ютерні мережі

Урок 24
§4.1 Локальні та глобальні комп'ютерні мережі

Ключові слова:

Повідомлення
канал зв'язку
комп'ютерна мережа
швидкість передачі інформації
локальна мережа
глобальна мережа

4.1.1. Передача інформації

Раніше ми вже говорили про те, що передача інформації - одна з найважливіших інформаційних процесів . Інформація передається від джерела до приймача у вигляді певної послідовності сигналів, знаків, символів. Наприклад, за безпосередньої розмови між людьми відбувається передача звукових сигналів- Промови; під час читання тексту людина приймає графічні символи - букви. Передача послідовності сигналів, символів, знаків називається повідомленням.

Канал зв'язку (передачі інформації) – це система технічних засобіві середовище поширення сигналів передачі повідомлень від джерела до приймача. При безпосередньому спілкуванні людей інформація передається за допомогою звукових хвиль, при розмові по телефону – за допомогою акустичних та електричних сигналів, що розповсюджуються по лініях зв'язку, при читанні - за допомогою світлових хвиль.

Будь-яке перетворення інформації, що йде від джерела, у форму, придатну для її передачі каналом зв'язку, називається кодуванням. В даний час широко використовується цифровий зв'язок, коли інформація, що передаєтьсяперетворюється на двійковий код.

Недостатня технічна якість каналів зв'язку та деякі інші причини можуть призводити до спотворення сигналу, що передається, і втрати інформації. Щоб уникнути таких ситуацій, переданий по лінії зв'язку код роблять надлишковим. За рахунок цього втрата частини інформації при передачі може бути компенсована. Крім того, у сучасних системах цифрового зв'язкувсі повідомлення розбиваються частини (пакети, блоки). Для кожного блоку обчислюється контрольна сума (сума двійкових цифр), що передається разом із цим блоком. У місці прийому знову обчислюється контрольна сума прийнятого блоку, і якщо вона не збігається з початковою сумою, то передача блоку повторюється.

Протягом століть для передачі листів людство користувалося послугами поштового зв'язку; у другій половині XIX століття було винайдено технологію передачі звуку (телефон); з 1930-х років для передачі зображень став використовуватися телефакс. В наші дні для передачі текстів, зображень, звуку та інших видів інформації повсюдно використовуються комп'ютерні мережі- два та більше комп'ютерів, з'єднаних лініями передачі. З появою комп'ютерних мереж стало можливим відправити листа, який сягає швидше, ніж телеграма, отримати відповідь, дізнатися про останні новини, поговорити з другом, що сидить біля комп'ютера за сотні кілометрів, так, ніби він знаходиться в сусідній кімнаті, замовити квиток на літак або номер в готелі, «завантажити» потрібну програму, мелодію чи фільм.

Важливою характеристикою комп'ютерної мережі є швидкість передачі інформації, або пропускну здатність каналу. Ця величина визначається як кількість інформації в бітах за секунду (біт/с) та похідних одиницях: кілобітах за секунду (1 Кбіт/с = 1000 біт/с), мегабітах за секунду (1 Мбіт/с = 1000 Кбіт/с), гігабітах за секунду (1 Гбіт/с = 1000 Мбіт/с).

Розрізняють локальні та глобальні комп'ютерні мережі.

4.1.2. Що таке локальна комп'ютерна мережа

Локальна комп'ютерна мережа об'єднує комп'ютери, встановлені в одному приміщенні (наприклад, шкільний комп'ютерний клас) або в одному будинку (наприклад, локальну мережу можуть бути об'єднані всі комп'ютери, що знаходяться в будівлі школи). Локальна мережа дозволяє користувачам отримати спільний доступ до ресурсів комп'ютерів, а також периферійним пристроям(принтерам, сканерам, дискам, модемам та ін.), підключеним до мережі.

Локальні мережі бувають одноранговими та з виділеним сервером.

У невеликих локальних мережах все комп'ютери рівноправні, т. е. кожен їх може використовувати ресурси іншого. Користувачі самостійно вирішують, які ресурси комп'ютера (файли, папки, диски) зробити доступними для всієї мережі. Такі мережі називаються однорангові.

У мережах з великою кількістю користувачів небажано, щоб усі вони мали доступ до всіх комп'ютерів мережі. При об'єднанні більше 10 комп'ютерів доцільно виділяти найбільше потужний комп'ютер- сервер (англ. server – обслуговуючий). На жорсткому диску сервера розміщують файли (дані та програми), яких отримують доступ інші комп'ютери мережі - клієнти. Крім того, всім користувачам мережі може бути доступне периферійне обладнання, підключене до сервера (наприклад, принтер або сканер).

Кожен комп'ютер, що підключається до локальної мережі, повинен мати спеціальну плату – мережевий адаптер. Її функція - передача та прийом сигналів, що розповсюджуються каналами зв'язку.

З'єднання комп'ютерів (їх мережних плат) у локальну мережу здійснюється за допомогою різних типівкабелів (вита пара, оптичне волокно - рис. 4.1) або бездротовими каналами (типу Wi-Fi).

Рис. 4.1. Кабелі:
кручена пара та оптоволокно

Віта пара є два ізольованих мідних дротів, скручених один щодо іншого. Таке скручування дротів знижує вплив перешкод на сигнали, що передаються цим кабелем. З'єднання «кручена пара» являє собою кілька кручених пар (2 або 4), покритих пластиковою оболонкою. Швидкість передачі - від 10 Мбіт/с до 1000 Мбіт/с.

Оптоволоконний кабель передає світло скляному волокну. Такий тип з'єднання забезпечує дуже високу швидкість передачі, протяжність каналу становить сотні і тисячі кілометрів, і він абсолютно не схильний до електромагнітних перешкод. Швидкість передачі даних – від 100 Мбіт/с до 10 Гбіт/с.

Бездротове з'єднання Wi-Fiзабезпечує швидкість передачі до 300 Мбіт/с.

4.1.3. Що таке глобальна комп'ютерна мережа

Локальні мережі, об'єднуючи десятки комп'ютерів на невеликій території, не забезпечують спільний доступ до інформації користувачам, що знаходяться на значній відстані (наприклад, у різних населених пунктах).

Глобальна комп'ютерна мережа- це система пов'язаних між собою комп'ютерів, розташованих на скільки завгодно великому віддаленні один від одного (наприклад, в різних країнахта на різних континентах).

Прикладами глобальних комп'ютерних мереж можуть бути регіональні та корпоративні мережі. Регіональні комп'ютерні мережі забезпечують об'єднання комп'ютерів у межах регіону (міста, області, краю, країни). Корпоративні комп'ютерні мережістворюються задля забезпечення діяльності різноманітних корпоративних структур, мають територіально віддалені підрозділи (наприклад, банків зі своїми філіями).

Найбільш відомою і найбільшою глобальною комп'ютерною мережею є Інтернет. Ця мережа об'єднує численні локальні, регіональні та корпоративні мережі, а також комп'ютери окремих користувачів, розподілені по всьому світу.

Основою будь-якої глобальної комп'ютерної мережі є комп'ютерні вузли та канали зв'язку.

Вузол - це потужний комп'ютер, який постійно підключений до мережі. До вузлів комп'ютерної мережі підключаються абоненти персональні комп'ютерикористувачів або локальні мережі.

Для передачі в глобальних мережах застосовують найрізноманітніші фізичні канали: електричний кабель; радіозв'язок через ретранслятори та супутники зв'язку; інфрачервоні промені(як у телевізійних пультах дистанційного керування); сучасний оптоволоконний кабель; звичайну телефонну мережу.

Організація, що надає користувачам зв'язок із глобальною мережею через свої комп'ютери, називається провайдером(англ. provider – постачальник) мережевих послуг.

Завдання. Швидкість передачі через деяке з'єднання дорівнює 128 ТОВ біт/с. Яка кількість часу (у секундах) потрібно для передачі через це з'єднання файлу розміром 625 Кбайт?

НАЙГОЛОВНІШЕ

Комп'ютерна мережа- це два та більше комп'ютерів, з'єднаних лініями передачі інформації.

Локальна комп'ютерна мережаоб'єднує комп'ютери, встановлені в одному приміщенні або в одному будинку, та забезпечує користувачам можливість спільного доступу до ресурсів комп'ютерів, а також до периферійних пристроїв, підключених до мережі. Локальні мережі бувають однорангові та з виділеним сервером.

Глобальна комп'ютерна мережа- це безліч пов'язаних між собою комп'ютерів, розташованих на скільки завгодно великому віддаленні один від одного (наприклад, у різних країнах та на різних континентах).

Запитання та завдання

1. Ознайомтеся з матеріалами презентації до параграфа, що міститься в електронному додатку до підручника. Що ви можете сказати про форми представлення інформації у презентації та у підручнику? Якими слайдами ви могли б доповнити презентацію?

2. Як ви розумієте сенс фрази: «Можливість передачі знань, інформації – основа прогресу всього суспільства загалом та кожної людини окремо»? Обговоріть це питання у групі.

3. З давніх-давен люди у різний спосібобмінювалися відомостями, повідомляли про небезпеку чи передавали важливу та термінову інформацію. Підготуйте невелике повідомлення про один з способів передачі інформації, що раніше використовувалися.

4. Що таке комп'ютерна мережа?

5. Що таке канал зв'язку? Як визначається пропускна спроможність каналу зв'язку?

6. Як влаштовано однорангову локальну мережу?

7. Як влаштовано локальну мережу з виділеним сервером?

8. Який тип локальної мережі встановлено у вашому комп'ютерному класі? Які функції вона виконує?

9. Які мережі називають глобальними? Наведіть приклади таких мереж.

10. Які канали зв'язку використовуються передачі даних у глобальних комп'ютерних мережах?

11. Швидкість передачі даних деяким каналом зв'язку дорівнює 512 ТОВ біт/с. Передача файлу цим каналом займає 16 з. Визначте обсяг файлу в кілобайтах.

12. Дізнайтеся назви фірм, які є постачальниками послуг у вашій місцевості.

13. Побудуйте граф відносин, що пов'язують поняття, розглянуті у цьому параграфі.

Локальною мережею можна вважати з'єднання двох і більше пристроїв за допомогою кабелю, радіохвиль або оптичних сигналів, при якому стає можливим обмін даними між ними. Пристрої, розташовані в одному приміщенні або будівлі та пов'язані між собою, називають локальною комп'ютерною мережею (LAN – Local Area Network). Кількість пристроїв, підключених до такої мережі, обмежується можливостями, що застосовується кабельної системиі мережевого обладнання.

З'єднання між пристроями може бути безпосереднім або за допомогою додаткових вузлів зв'язку.

Мережі є магістральними інформаційні структури, що складаються з логічного та фізичного рівнів чи складових, основним призначенням яких є обмін інформацією.

Фізичний рівень представлений компонентами мережі, що забезпечують фізичне з'єднання комп'ютерів. Такими компонентами, як правило, є: мережевий інтерфейс (мережева карта або плата мережного адаптера, стандартний або розширений комунікаційний або паралельний порт або мультипортова плата), мережеве середовище передачі даних (кабель коаксіальний, двопровідний т.зв. кручена пара або оптоволоконний) та вузлові елементи (маршрутиризатори, концентратори, повторювачі (репітери, хаби (hub)), перемикачі (switch)) та кінцеві елементи (термінатори, конектори, роз'єми, заглушки).

В даний час спостерігається чітке структурування мереж на локальні та глобальні, процес інтегрування перших у другі, де мережі з числом комп'ютерів у кілька сотень все ще вважаються локальними, а глобальні налічують десятки тисяч підключених комп'ютерних систем. Швидкість обміну інформацією досягає 200 Мбіт/с, а 10Мбіт/с - вважається базовою початковою та низьковартісною конфігурацією. Тепер комп'ютерні мережі дозволяють як передати чи прийняти інформацію у сенсі цього поняття, а й дають безліч сервісних можливостей, перелік яких постійно розширюється. Це і дистанційне адміністрування, розподілені файлові системи, віддалене виконання програм, електронна пошта, віддалений друк, розподілені базиданих, системи віддаленого доступуі розподілені системиуправління, пошукові системи, телеконференції та багато іншого.

Пристрої, що використовуються як керуючі центри в мережі і як накопичувачі інформації, називають серверами. Якщо пристрої розташовані порівняно неподалік один від одного і з'єднані за допомогою високошвидкісних мережевих адаптерів, такі мережі називаються локальними. При використанні локальної мережі пристрої зазвичай розташовані в межах однієї кімнати, будівлі або в декількох близько розташованих будинках. Локальна комп'ютерна мережа, як правило, об'єднує не більше сотні комп'ютерних систем, що належать будь-якій одній структурі, і носить корпоративний характер, як за її експлуатацією, так і за системним характером. програмного забезпечення.

Принципи організації та протоколи програмного забезпечення локальних та глобальних комп'ютерних систем можуть бути як різними, і абсолютно однаковими. Тому не можна відносити мережу до локальної або глобальної лише за ознакою типу мережевої взаємодії та базового програмного забезпечення.

3.5. Локальні обчислювальні мережі

Локальною обчислювальною мережею (ЛОМ) називають спільне підключення кількох окремих комп'ютерів до єдиного каналу передачі. Поняття ЛОМ (англ. LAN – Lokal Area Network) відноситься до географічно обмежених (територіально або виробничо) апаратно-програмних комплексів, у яких кілька комп'ютерних систем пов'язані між собою за допомогою відповідних засобів комунікацій.

ЛОМ надає можливість одночасного використання програм та баз даних декількома користувачами, а також можливість взаємодії з іншими робочими станціями, підключеними до мережі. За допомогою ЛОМ у систему об'єднуються персональні комп'ютери, розташовані на багатьох віддалених робочих місцях, які використовують спільно обладнання, програмні засоби та інформацію. Робочі місця співробітників перестають бути ізольованими та об'єднуються в єдину систему.

Найважливішою характеристикою ЛОМ є швидкість передачі. В ідеалі, при надсиланні та отриманні даних через мережу час відгуку має бути майже таким же, як якщо б вони були отримані від ПК користувача, а не з іншого місця мережі. Це вимагає передачі даних зі швидкістю 10 Мбіт/с та вище. Реально досягаються такі швидкості:

· Коаксіальний кабель – 10¸ 50 Мбод;

· Віта пара – до 10 Мбод;

· Спеціальна кручена пара 5 категорії – до 100 Мбод;

· Оптичне волокно – до 1Гбод;

· Телефонна лінія – від 2400 бод до 56 кбод;

· Супутник 10000 комп'ютерів одночасно і швидкість близько 1 Мбод.

Компоненти ЛОМ: мережеві пристрої та засоби комунікацій.

У ЛОМ реалізується принцип модульної організації, який дозволяє будувати мережі різної конфігурації з різними функціональними можливостями. Основними компонентами, з яких будується мережа, є:

передавальне середовище - Коаксіальний кабель, телефонний кабель, кручена пара, оптоволоконний кабель, радіоефір та ін;

робочі станції- ПК, АРМ або власне мережна станція. Якщо робоча станція підключена до мережі, для неї може не знадобитися ні вінчестер, ні флоппі-диски. Однак, у цьому випадку необхідний мережний адаптер – спеціальний пристрій для дистанційного завантаження операційної системи з мережі;

плати інтерфейсу - мережеві плати для організації взаємодії робочих станцій з мережею;

сервери- окремі комп'ютери з програмним забезпеченням, що виконують функції керування мережевими ресурсами загального доступу;

мережеве програмне забезпечення .

Розглянемо деякі з перелічених компонентів мережі докладніше.

Сервери

Мережа може мати один або кілька серверів. Різні сервери можуть використовуватися для керування роботою мережі ( сервери мережі), зберігання інформації як файлів ( файл-сервери), пошуку та вилучення інформації з баз даних ( сервери баз даних), розсилки інформації ( поштові сервери ), мережевого друку ( сервери друку) та ін. Диски серверів доступні з усіх інших робочих станцій мережі, якщо користувачі мають відповідні повноваження.

Взаємодія сервера з робочими станціями відбувається приблизно за наступною схемою. При необхідності робоча станція надсилає серверу запит виконання будь-яких дій: прочитати дані, надрукувати документ, передати електронного листа тощо. Сервер виконує потрібну дію і видає підтвердження.

Передавальне середовище

Передавальні середовища характеризуються швидкістю та дальністю передачі інформації та надійністю.

Як засоби комунікації в ЛОМ найчастіше використовуються кручена пара, коаксіальний кабель, оптоволоконні лінії. При виборі передавального середовища необхідно враховувати такі показники:

· швидкість передачі;

· дальність передачі інформації;

· захищеність передачі;

· надійність передачі інформації ;

· вартість монтажу та експлуатації.

Одночасне виконання вимог, що висуваються до передавальної середовищі, є завданням, яке важко вирішити. Так, наприклад, велика швидкість передачі даних часто обмежена гранично допустимою відстанню надійної передачі даних, при забезпеченні необхідного рівня захисту даних, що передаються. Вартість засобів комунікації позначається на можливості нарощування та розширення мережі.

Розглянемо докладніше властивості деяких передавальних середовищ.

Кручена пара

Віте двожильне провідне з'єднання (twisted pair), найдешевше серед передавальних середовищ. Дозволяє передавати інформацію зі швидкістю до 10 Мбіт/с, легко нарощується, перешкодозахищеність низька. Довжина кабелю вбирається у 1000 м за швидкості передачі 1 Мбіт/с. Для підвищення завадозахищеності інформації використовують екрановану виту пару, поміщену в оболонку, аналогічну екрану коаксіального кабелю Ціна такої пари близька до ціни коаксіального кабелю.

Коаксіальний кабель

Коаксіальний кабель застосовується для зв'язку на відстані до кількох кілометрів, має хорошу перешкоду за середньою ціною. Швидкість передачі від 1 до 10 Мбіт/с, у деяких випадках досягає 50 Мбіт/с. Коаксіальний кабель можна використовувати для широкосмугової передачі інформації.

Широкополосний коаксіальний кабель.

Такий коаксіальний кабель слабо сприйнятливий до перешкод, легко нарощується, однак має високу ціну. Швидкість передачі досягає 500 Мбіт/с. Для передачі на відстань понад 1,5 км у базисній смузі частот необхідний репітер(Підсилювач), при цьому відстань стійкої передачі збільшується до 10 км. Для ЛОМ з топологією шина або дерево кабель повинен мати на кінці термінатор (узгоджувальний резистор).

Еthernet – кабель

Товстий Ethernet

Коаксіальний кабель із хвильовим опором 50 Ом (thick Ethernet. або жовтий кабель (yellow cable)). Використовує стандартне 15-контактне включення. Максимально допустима відстань передачі без репітера вбирається у 500 м, а загальна довжина мережі Ethernet – 3000 м. Товстий Ethernet, внаслідок магістральної топології використовує лише один термінатор. За параметрами перешкодозахищеності є дорогою альтернативою звичайному коаксіальному кабелю.

Тонкий Ethernet

Коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 ом ( thin Ethernet) і швидкістю передачі інформації 10 7 біт/с, дешевший, ніж товстий Ethernet.

ЛВС із кабелем thin Ethernet характеризуються низькою вартістю, мінімальними витратами при нарощуванні та не вимагають додаткового екранування. Кабель приєднується до мережним платамробочих станцій за допомогою трійникових з'єднувачів ( T-connectors ) з малогабаритними байонетними роз'ємами (СР-50). При з'єднанні сегментів thin Ethernet потрібні репітери. Відстань між робочими станціями без репітерів неспроможна перевищувати 300 м, а загальна довжина мережі – 1000 м.

Оптоволоконний кабель

Найбільш дорогим середовищем для ЛОМ є оптоволоконний кабель, званий також скловолоконним кабелем. Швидкість передачі з нього досягає кількох гігабіт на секунду при допустимої довжині понад 50 км. Перешкодозахищеність оптоволоконного кабелю дуже висока, тому ЛОМ на його основі застосовуються там, де виникають електромагнітні перешкоди і потрібна передача інформації на великі відстані без використання репітерів. Мережі стійкі проти підслуховування, тому що техніка відгалужень в оптоволоконних кабелях дуже складна. Зазвичай ЛОМ на основі оптоволоконного кабелю будуються за зіркоподібною топологією.

Характеристики типових передавальних середовищ наведено у таблиці.

Топологія ІТТ

Топологія, тобто. конфігурація з'єднання елементів ЛВС , привертає до себе увагу більшою мірою, ніж інші характеристики мережі. Це зв'язано з тим що саме топологія багато в чому визначає найважливіші властивості мережі, такі, наприклад, як надійність та продуктивність.

Існують різні підходи до класифікації топологій ЛОМ. Відповідно до одного з них конфігурації локальних мереж ділять на два основні класи: широкомовні і послідовні .

В широкомовнихконфігураціях кожен ПК передає сигнали, які можуть бути сприйняті рештою ПК. До таких конфігурацій відносяться загальна шина, дерево (з'єднання кількох загальних шин за допомогою репітерів), зірка з пасивним центром. Переваги змін цього – простота організації мережі.

В послідовнихконфігураціях кожен фізичний рівень передає інформацію лише одному ПК. До таких змін відносяться зірка з інтелектуальним центром, кільце, ієрархічне з'єднання, сніжинка. Основна перевага – простота програмної реалізаціїз'єднання.

Для запобігання колізіям у передачі інформації найчастіше застосовується тимчасовий метод поділу , згідно з яким кожній підключеній робочій станції у певні моменти часу надається виключне право на використання каналу передачі інформації. Тому вимоги до пропускну здатність мережі при підвищеному навантаженні, тобто. при введенні нових робочих станцій знижуються.

У різних топологіях реалізуються різні принципи передачі інформації . У широкомовних це селекція інформації, у послідовних – маршрутизація інформації.

У ЛВС з широкосмугової передачі інформації робочі станції отримують частоту, де вони можуть відправляти і отримувати інформацію. Дані, що пересилаються, модулюються на відповідних несучих частотах. Техніка широкосмугових повідомлень дозволяє одночасно транспортувати у комунікаційному середовищі досить великий обсяг інформації.

Зіркоподібна топологія .

Топологія мережі у вигляді зірки з активним центром успадкована з області мейнфреймів , де головна машина отримує та обробляє всі дані з термінальних пристроїв як активний вузол обробки даних. Вся інформація між периферійними станціями проходить через центральний вузол. обчислювальної мережі.

Пропускна здатність мережі визначається обчислювальною потужністю центрального вузла та гарантується для кожної робочої станції. Колізій, тобто. зіткнень у передачі не виникає.

Кабельне з'єднання топології відносно просте, оскільки кожна робоча станція пов'язана з центральним вузлом, проте витрати на прокладання ліній зв'язку високі, особливо коли центральний вузол географічно розташований не в центрі топології.

При розширенні ЛОМ неможливо використовувати раніше виконані кабельні зв'язки: до нової робочої станції необхідно прокладати окремий кабель від центрального вузла мережі.

Зіркоподібна топологія при хорошій продуктивності центрального вузла є однією з найбільш швидкодіючих топологійЛОМ, оскільки передача інформації між робочими станціями відбувається за виділеними лініями, використовуваними лише цими робочими станціями. Частота запитів на передачу інформації від однієї станції на іншу невисока в порівнянні з іншими топологіями.

Рис 1. Топологія як зірки

Продуктивність ЛВС зіркоподібної топології в першу чергу визначається параметрами центрального вузла, що виступає як сервера мережі. Він може бути вузьким місцем мережі. У разі виходу з ладу центрального вузла порушується робота мережі загалом.

У ЛОМ з центральним вузлом управління можна реалізувати оптимальний механізм захисту від несанкціонованого доступу до інформації.

Кільцева топологія.

У кільцевій топології мережі робочі станції ЛОМ пов'язані між собою по колу. Остання робоча станція пов'язані з першої, тобто. комунікаційний зв'язок замикається у кільце.

Прокладання ліній зв'язку між робочими станціями може бути досить дорогим, особливо якщо територіально робочі станції розташовані далеко від основного кільця.

Повідомлення в кільці ЛОМ циркулюють по колу. Робоча станція надсилає на певну адресу інформацію, попередньо отримавши з кільця запит. Передача інформації виявляється досить ефективною, оскільки повідомлення можна надсилати одне за одним. Так, наприклад, можна зробити кільцевий запит на всі станції. Тривалість передачі збільшується пропорційно кількості робочих станцій, які входять у ЛВС.

Рис. 2. Кільцева топологія

Головна проблема кільцевої топології полягає в тому, що кожна робоча станція повинна брати участь у передачі інформації, і у разі виходу з ладу хоча б одній із них вся мережа паралізується. Несправності в кабельній системі легко локалізуються.

Розширення мережі з кільцевою топологієювимагає зупинки роботи мережі, оскільки кільце має бути розірвано. Спеціальних обмежень на розмір ЛОМ не існує.

Особливою формою кільцевої топології є логічне кільце .

Фізично вона монтується як поєднання зоряних топологій. Окремі зірки включаються за допомогою спеціальних комутаторів (Hub-концентратор), які російською також іноді називають "хаб". Залежно від кількості робочих станцій та довжини кабелю між робочими станціями застосовують активні чи пасивні концентратори. Активні концентратори додатково містять підсилювач для підключення від 4 до 16 робочих станцій. Пасивний концентратор є виключно розгалужуючим пристроєм (максимум на три робочі станції). Управління окремою робочою станцією в логічній кільцевій мережі відбувається так само, як і в звичайній кільцевій мережі. Кожній робочої станції присвоюється відповідний їй адресу, яким передається управління (від старшого до молодшого і від наймолодшого до найстаршого). Розрив з'єднання відбувається тільки для нижчерозташованого (найближчого) вузла обчислювальної мережі, так що лише в окремих випадках може порушуватися робота всієї мережі.

Шинна топологія

У ЛОМ з шинною топологією основне передавальне середовище ( шина) - загальна для всіх робочих станцій. Функціонування ЛОМ залежить від стану окремої робочої станції, тобто. робочі станції будь-коли можуть бути підключені до шини або відключені від неї без порушення роботи мережі загалом.

Рис. 3. Шинна топологія

Однак у найпростішій мережі Ethernet з шинною топологією як передаюче середовище використовується тонкий Ethernet-кабель з трійниковим з'єднувачем ( T -коннектором), тому розширення такої мережі вимагає розриву шини, що призводить до порушення функціонування мережі. Більш дорогі рішення передбачають встановлення замість T -конекторів пасивних штепсельних коробок

Оскільки розширення ЛОМ з шинною топологією можна проводити без переривання мережевих процесів та розриву комунікаційного середовища, відведення інформації з ЛОМ і, відповідно, прослуховування інформації здійснюються досить легко, внаслідок чого захищеність такої ЛОМ низька.

Характеристики топологій обчислювальних мереж наведено у таблиці.

Деревоподібна топологія.

Утворюється шляхом різних комбінацій розглянутих вище топологій ЛОМ. Основа дерева (корінь) розташовується в точці, де збираються комунікаційні лінії (гілки дерева).

Мережі з деревоподібною структурою застосовуються там, де неможливе безпосереднє застосування базових мережевих структур. Для підключення робочих станцій застосовують пристрої, які називаються концентраторами .

Існує два різновиди таких пристроїв. Пристрої, до яких можна підключити щонайбільше три станції, називають пасивними концентраторами. Для підключення більшої кількостіпристроїв необхідні активні концентраториіз можливістю посилення сигналу.

Типи побудови ЛОМметодами передачі.

Мережа Token Ring

Цей стандарт розроблено фірмою IBM. Як передавальне середовище застосовуються неекранована або екранована кручена пара або оптоволокно. Швидкість передачі від 4 Мбіт/с до 16Мбіт/с. В якості методу керування доступомробочих станцій до передавального середовища використовується маркерне кільце (Тоken Ring). Основні положення методу:

¨ кільцева топологія ЛОМ;

¨ робоча станція може передавати дані лише отримавши маркер, тобто. дозвіл на передачу інформації;

¨ у будь-який момент часу тільки одна станція в мережі має таке право.

У ЛВС То k е n Ring використовуються три основних типи пакетів:

¨ пакет управління/дані (Data/Соmmand Frame);

¨ маркер (Token);

¨ пакет скидання (Аbort).

Пакет Управління/Дані . За допомогою такого пакета виконується передача даних або команд керування роботою мережі.

Маркер.Станція може розпочати передачу даних лише після отримання такого пакета. У кільці може бути лише один маркер і, відповідно, лише одна станція із правом передачі даних.

Пакет скидання.Надсилання такого пакета викликає припинення передачі інформації.

Мережа То k е n Ring допускає підключення комп'ютерів із зіркоподібної топології.

Локальна мережа Arknet.

Arknet (Attached Resource Computer NETWork) – проста, недорога, надійна та гнучка архітектура ЛОМ. Розроблено корпорацією Datapoint у 1977 році. Згодом ліцензію на Аrcnet придбала корпорація SМС (Standard Microsistem Corporation), яка стала основним розробником та виробником обладнання для мереж Аrcnet. Як передавального середовища використовуються кручена пара, коаксіальний кабель з хвильовим опором 93 Ом і оптоволоконний кабель. Швидкість передачі становить 2,5 Мбіт/с. При підключенні пристроїв застосовують топології шина та зірка. Метод керування доступомстанцій до передавального середовища маркерна шина (Тоken Bus). Метод передбачає такі правила:

¨ пристрої, підключені до мережі, можуть передавати дані лише отримавши дозвіл на передачу (маркер);

¨ у будь-який момент часу тільки одна станція в мережі має таке право;

Принципи роботи

Передача кожного байта в Аrcnet виконується посилкою ISU (Information Symbol Unit – одиниця передачі), що складається з трьох службових старт/стопових бітів і восьми бітів даних. На початку кожного пакета передається початковий роздільник АВ (Аlегt Вurst), який складається із шести службових бітів. Початковий роздільник виконує функції преамбули пакета.

В Arcnet визначено 5 типів пакетів:

1. Пакет ІТТ(Information To Transmit) – запрошення на передачу. Ця посилка передає керування від одного вузла мережі іншому. Станція, що прийняла пакет ITT отримує право на передачу даних.

2. Пакет FBE(Free Buffeг Еnquiries) – запит про готовність до прийому даних. Цим пакетом перевіряється готовність вузла прийому даних.

3. Пакет даних.За допомогою цієї посилки здійснюється передача даних.

4. Пакет АСК (ACKnowledgments) – підтвердження прийому. Підтвердження готовності прийому даних або підтвердження прийому пакета даних без помилок, тобто. відповідь на FBE та пакет даних.

5. Пакет NAK(Negative AcKnowledgments) неготовність до прийому. Неготовність вузла до прийому даних у відповідь FBE або прийняття пакета з помилкою.

Локальна мережа Ethernet

Специфікацію Ethernet наприкінці сімдесятих років запропонувала компанія Xerox. Пізніше до цього проекту приєдналися компанії Digital Equipment Corporation (DEC) та Intel. У 1982 була опублікована специфікація на Ethernet версії 2.0. На базі Ethernet розроблено стандарт IEEE 802.3.

Основні засади роботи

¨ шинна топологія на логічному рівні;

¨ всі устрою, підключені до мережі, рівноправні, тобто. будь-яка станція може почати передачу в будь-який момент часу (якщо передає середовище вільне);

¨ дані, що передаються однією станцією, доступні для всіх станцій мережі.

Вступ

Одна з основних потреб людини – потреба у спілкуванні, яке стає можливим, коли люди розуміють одне одного. Для цього вивчають мови, опановують культуру спілкування, використовують сучасні засобита методи зв'язку. Під комунікацією у сенсі розуміють процес, шлях і засоби передачі будь-якого об'єкта чи повідомлення з одного місця інше. Комунікації можуть бути організовані з використанням різних передавальних середовищ, наприклад водні та повітряні комунікації, газопровід, залізниці та шосейні дороги та ін.
Неоціненну допомогу людям надають комп'ютерні мережі, поява яких ознаменувала нову еруісторія розвитку комунікацій. З появою комп'ютерних мереж почали говорити про комп'ютерні комунікації, розуміючи під цим обмін всілякою інформацією за допомогою комп'ютерів. Вони все більше входять у наше життя, в одних випадках витісняючи, а в інших – доповнюючи вже існуючі. Перебуваючи далеко один від одного, ви обмінюєтеся листами поштою - у комп'ютерній мережі такий вид комунікації відомий як електронна пошта. Для обговорення якоїсь важливої ​​проблеми ви організуєте збори, нараду, конференцію. Відповідний вид комунікації є й у комп'ютерній мережі. Це телеконференція. Комп'ютерні комунікації багато в чому нагадують традиційні, але при цьому істотно скорочується час доставки пошти, оперативніше організується зв'язок, розширюється можливість спілкування з великим колом людей, з'являється оперативний доступ до світових сховищ інформації.
Комп'ютерні комунікації забезпечуються з допомогою комп'ютерних мереж: локальних, регіональних, корпоративних, глобальних.
На лекції Ви дізнаєтеся, чим вони різняться між собою і що є їх апаратне забезпечення, А саме: які компоненти забезпечують роботу мережі, які використовуються канали зв'язку, що таке модем та мережевий адаптер, яку роль у комп'ютерних мережах грають протоколи та багато іншого.

Комп'ютерні мережі. Основні відомості.

Телекомунікація(від грецьк. tele - "далечінь", далеко~ і лат. communicato- "зв'язок") - це обмін інформацією на відстані.
Радіопередавач, телефон, телетайп, факсимільний апарат, телекс та телеграф – найбільш поширені та звичні нам сьогодні приклади технічних засобів телекомунікації.
Пізніше до них додалося ще один засіб - це комп'ютерні комунікації, які набувають зараз дедалі ширшого поширення. Вони обіцяють потіснити факсимільний і телетайпний зв'язок, подібно до того, як останні витіснили телеграф.

Комп'ютерні комунікації– обмін інформацією на відстані за допомогою комп'ютерних мереж.

У наші дні комп'ютерні мережі знаходять все більше важливе значенняу житті людства, їх розвиток дуже перспективний. Мережі можуть об'єднувати та робити доступними інформаційні ресурсияк невеликих підприємств, і великих організацій, які займають віддалені друг від друга приміщення, часом навіть у різних країнах.

Комп'ютерні мережі- Система комп'ютерів, пов'язаних каналами передачі.

Призначення всіх видів комп'ютерних мереж визначається двома функціями:
- Забезпечення спільного використанняапаратних та програмних ресурсів мережі;
- Забезпечення спільного доступу до ресурсів даних.
Наприклад, всі учасники локальної мережі можуть спільно використовувати один спільний пристрій друку - мережевий принтерабо, наприклад, ресурси жорстких дисківодного виділеного комп'ютера – файлового сервера. Аналогічно можна спільно використовувати програмне забезпечення. Якщо у мережі є спеціальний комп'ютер, виділений для спільного використання учасниками мережі, він називається файловим сервером.

Мережі за розмірністюподіляються на локальні, регіональні, корпоративні, глобальні

локальна мережа(LAN - Local Area Network) – з'єднання комп'ютерів, розташованих на невеликих відстанях один від одного (від кількох метрів до кількох кілометрів). ПК в таких мережах розташовані в одному приміщенні, на одному підприємстві, близько розташованих будинках.
Локальні мережі не дозволяють забезпечити спільний доступ до інформації користувачам, які знаходяться, наприклад, у різних частинах міста. На допомогу приходять регіональні мережі, що об'єднують комп'ютери в межах одного регіону (міста, країни, континенту)

регіональна мережа(MAN - Metropolitan Area Network) – об'єднання ПК та локальних мереж для вирішення загальної проблеми регіонального масштабу. Регіональнаобчислювальна мережа пов'язує комп'ютери, розташовані значному відстані друг від друга. Вона може містити комп'ютери всередині великого міста, економічного регіону, окремої країни. Зазвичай відстань між абонентами регіональної обчислювальної мережі становить десятки – сотні кілометрів.
Багато організацій, зацікавлених у захисту від несанкціонованого доступу (наприклад, військові, банківські та інших.) створюють, звані корпоративні мережі. Корпоративна мережа може об'єднувати тисячі та десятки тисяч комп'ютерів, розміщених у різних країнах та містах (як приклад можна навести мережу корпорації Microsoft)

корпоративнімережі -об'єднання локальних мереж у межах однієї корпорації.

Потреби формування єдиного світового інформаційного простору сприяли створенню глобальної комп'ютерної мережі Інтернет.

глобальні мережі(WAN - Wide Area Network) – система зв'язаних між собою локальних мереж та ПК користувачів, розташованих на віддалених відстанях, для загального використання світових інформаційних ресурсів .
Інформаційні мережі створюють реальну можливість швидкого та зручного доступу користувача до інформації, накопиченої людством за всю історію.

За типом середовища передачі мережі поділяються на:

Дротові (на коаксіальному кабелі, на кручений парі, оптоволоконні);
- бездротові з передачею інформації по радіоканалах або інфрачервоному діапазоні.
За способом організації взаємодії комп'ютерів мережіділять на однорангові та з виділеним сервером (ієрархічні мережі).
Усі комп'ютери однорангової мережі рівноправні. Будь-який користувач мережі може отримати доступ до даних, що зберігаються на будь-якому комп'ютері.
Головна перевага однорангових мереж – це простота встановлення та експлуатації. Головний недолікполягає в тому, що в умовах однорангових мереж утруднено вирішення питань захисту інформації. Тому такий спосіб організації мережі використовується для мереж з невеликою кількістю комп'ютерів і там, де питання захисту не є принциповим.
В ієрархічній мережі при встановленні мережі заздалегідь виділяються один або кілька серверів - комп'ютерів, що управляють обміном даних по мережі та розподілом ресурсів. Будь-який комп'ютер, який має доступ до послуг сервера, називають клієнтом мережі або робочою станцією.

Загальна схема з'єднання комп'ютерів у локальні мережі називається топологією мережі. Існує всього 5 основних типів топології мереж:

1. Топологія ШІНА.У цьому випадку підключення та обмін даними здійснюється через загальний канал зв'язку, званий загальною шиною. Структура типу «шина» простіше і економічніше, тому що для неї не потрібен додатковий пристрій і витрачається менше за кабель. Але вона дуже чутлива до несправностей кабельних систем. Якщо кабель пошкоджено хоча б у одному місці, то виникають проблеми для всієї мережі. Місце несправності важко виявити.

2. Топологія ЗІРКА. У цьому випадку кожен комп'ютер підключається окремим кабелем до спільного пристрою, що називається концентратором (хабом), який знаходиться в центрі мережі. До несправностей кабельної системи «зірка» стійкіша. Пошкоджений кабель – проблема одного конкретного комп'ютера, на роботі мережі загалом це позначається. Не потрібні зусилля з локалізації несправності. До недоліків топології типу зірка належить більш висока вартість мережного обладнання через необхідність придбання концентратора. Крім того, можливості нарощування кількості вузлів в мережі обмежуються кількістю портів концентратора. Нині така структура є найпоширенішим типом топології зв'язків як і локальних, і глобальних мережах.

3. Топологія КІЛЬЦЕ. У мережах з кільцевою топологією дані в мережі передаються послідовно від однієї станції в іншу по кільцю, як правило, в одному напрямку. Якщо комп'ютер розпізнає дані як призначені йому, він копіює їх у внутрішній буфер. У мережі з кільцевою топологією необхідно вживати спеціальних заходів, щоб у разі виходу з ладу або відключення будь-якої станції не перервався канал зв'язку між іншими станціями. Перевага даної топології – простота управління, недолік – можливість відмови всієї мережі при збої в каналі між двома вузлами.

4. Комірчаста топологія. Для осередкової топології характерна схема з'єднання комп'ютерів, при якій фізичні лінії зв'язку встановлені з усіма комп'ютерами, що стоять поруч. У мережі з осередковою топологією безпосередньо зв'язуються ті комп'ютери, між якими відбувається інтенсивний обмін даними, а обміну даними між комп'ютерами, не з'єднаними прямими зв'язками, використовуються транзитні передачі через проміжні вузли. Комірчаста топологія допускає з'єднання великої кількостікомп'ютери і характерні, як правило, для глобальних мереж. Переваги цієї топології у її стійкості до відмов та перевантажень, т.к. є кілька способів обійти окремі вузли.
5. Змішана топологія. У той час як невеликі мережі, як правило, мають типову топологію – зірка, кільце або загальна шина, для великих мереж характерна наявність довільних зв'язків між комп'ютерами. У таких мережах можна виділити окремі довільні підмережі, що мають типову топологію, тому називають мережами зі змішаною топологією.

Принципи функціонування різних електронних мереж приблизно однакові:

1. Мережа складається із зв'язаних між собою ПК
Найчастіше мережа будується з урахуванням кількох потужних комп'ютерів, званих серверами.До серверів глобальної мережі зазвичай підключені сервери і відповідно мережі другого порядку (регіональні), третього порядку (корпоративні), четвертого порядку (локальні), а до них користувачі окремих комп'ютерів. абоненти(клієнти) мережі.Зауважимо, що мережі не всіх проміжних рівнів (наприклад, корпоративних) є обов'язковими.

2. ПК пов'язані між собою каналами зв'язку
Основна мета створення будь-якої комп'ютерної мережі полягає у забезпеченні обміну інформацією між об'єктами (серверами та клієнтами) мережі. Для цього необхідно здійснити зв'язок між комп'ютерами. Тому обов'язковими компонентами будь-якої мережі є всілякі канали зв'язку (провідні та бездротові), для яких використовують різні фізичні середовища. Відповідно до цього в мережах розрізняють такі канали зв'язку, як телефонні та оптоволоконні лінії, радіозв'язок, космічний зв'язок та ін.
Призначення каналів зв'язку в комп'ютерній мережі легко зрозуміти, порівняти їх із транспортними каналами системи вантажних чи пасажирських перевезень. Транспортування пасажирів може відбуватися повітрям, за допомогою залізницьабо водних (морських чи річкових) шляхів. Залежно від середовища транспортування вибирають автомобіль. Через комп'ютерні мережі транспортується інформація. Середовища, де відбувається зв'язок комп'ютерів мережі, визначають засоби з'єднання комп'ютерів. Якщо це середовище, що вимагає телефонного зв'язку, з'єднання здійснюється через телефонний кабель. Широко застосовуються з'єднання комп'ютерів за допомогою електричних кабелів, радіохвиль, оптоволоконних кабелів тощо.

Розглянемо основні типи каналів. Деякі є взаємовиключними, деякі можуть описувати один канал з різних сторін.
Канали бувають цифрові та аналогові.
До аналоговимканалам можна віднести звичайний телефонний канал. Для його використання необхідний спеціальний пристрій - модем, що перетворює цифрову інформацію на аналогову. Аналогові канали сильно схильні до впливу перешкод і мають малу пропускну здатність (кілька десятків кілобайт в секунду). Зараз спостерігається тенденція щодо заміни всіх аналогових каналів на цифрові, причому не тільки в комп'ютерних мережах, а й у телефонних.
Канали поділяються також на виділеніі комутовані.
При використанні комутованоїлінії з'єднання формується на час передачі, а після закінчення цієї передачі - роз'єднується. Комутована є зв'язок по звичайній телефонної лінії.

Виділеналінія працює по-іншому:
з'єднання є постійним, завжди дозволяє передати дані від одного комп'ютера до іншого. Виділені лінії відрізняються від комутованих високою швидкістю (до десятків Мегабіт за секунду) та високою ціною оренди.
за фізичного пристроюканали поділяються наелектричні дротові, оптичні та радіоканали.
Провідні каналиє з'єднання електричним кабелем, можливо складно влаштованим. У всіх таких каналах використовується передача даних за допомогою електричних імпульсів.

Оптичні канализв'язки базуються на світловодах. Сигнал передається за допомогою лазерів.

Радіоканалидіють за тим самим принципом, що радіо та телебачення.
Усе це різні канали зв'язку. Ефективність зв'язку в комп'ютерних мережах суттєво залежить від наступних основних характеристик (параметрів) каналів зв'язку:
- пропускної спроможності (швидкості передачі), що вимірюється кількістю біт інформації, переданих через мережу за секунду (біт за секунду називається бод) ;
Середня пропускна здатність – вимірюється в середньому за певний проміжок часу (для великого файлу)
Гарантована пропускна здатність – мінімальна пропускна здатність, яку забезпечує канал (для відеофайлів)
- надійності - здатності передавати інформацію без спотворень та втрат;
- вартості;
- можливості розширення (підключення нових комп'ютерів та пристроїв).

Для передачі інформації каналами зв'язку необхідно перетворювати комп'ютерні сигнали на сигнали фізичних середовищ.
Наприклад, при передачі інформації по оптоволоконному кабелю представлені в комп'ютері дані будуть перетворені на оптичні сигнали, для чого використовуються спеціальні технічні пристрої- Мережеві адаптери.

Мережеві адаптери (мережні карти)-технічні пристрої, що виконують функції сполучення комп'ютерів із каналами зв'язку.
Якщо канал зв'язку – телефонна лінія, то прийому – передачі інформації використовується модем.

Модем– (модулятор – демодулятор) – пристрій для перетворення цифрових сигналів ПК на звукові (аналогові) сигнали телефонної лінії та навпаки.
Основна характеристика модему: швидкість прийому – передачі (вимірюється біт у сік). Сучасні модеми мають швидкість прийому-передачі інформації - 33600 біт у сек., 57600 біт у сек.

3. Робота мережі здійснюється за протоколами
Щоб інформацію, передану одним ПК, зрозумів інший ПК, необхідно було розробити єдині правила, звані протоколами.

Протокол- Набір угод про правила формування та передачі повідомлень, про способи обміну інформацією між ПК, про правила роботи різного обладнання в мережі

Існує 2 типи протоколів Інтернет: базові та прикладні протоколи.

базовіпротоколи, відповідальні за фізичнупересилання електронних повідомлень будь-якого типу між комп'ютерами Internet (IP та TCP). Ці протоколи настільки тісно пов'язані між собою, що найчастіше їх позначають терміном протокол TCP/IP;

прикладніпротоколи більше високого рівня, відповідальні за функціонування спеціалізованих служб Internet: протокол HTTP(Передача гіпертекстових повідомлень), протокол FTP (передача файлів), протоколи електронної пошти і т.д.
У технічному розумінні TCP/IP – це не один, а два мережевих протоколів. TCP – це протокол транспортного рівня. Він керує тим, як відбувається передача інформації. Протокол IP – адресний. Він визначає, куди відбувається передача даних.

4. Роботу ПК у мережі забезпечують мережеві програми, зазвичай організовані за моделлю клієнт – сервер:

сервер– програма, що надає послуги, клієнт– програма, що споживає послуги сервер - програми

IP-адреса

Інформація, якою обмінюються ПК ділиться на пакети.ПАКЕТ – це " шматочок " інформації, що містить адресу відправника та одержувача.
A. Безліч пакетів утворює потік інформації, який приймається ПК користувача
B. Потім "розрізнені пакети", що прибули з мережі, збираються в єдиний "пучок" клієнтською програмою Вашого ПК (наприклад, браузером Microsoft InterNet Explorer)
C. Для того щоб пакет знайшов свого адресата - кожному ПК присвоюється IP-адреса (при реєстрації у провайдера). IP-адреса містить 4 байти (32 розряди), розділених точками або 4 числа від 0 до 255. Легко підрахувати, що загальна кількість різних IP-адрес становить понад 4 млрд.:232 = 4294967296.

lР -адреса "читається" праворуч наліво. Зазвичай найправіша цифра означає конкретний комп'ютер, інші цифри показують номери мереж і підмереж (т. е. локальних мереж).
Іноді це може бути не так, але в будь-якому випадку, якщо адресу представимо в двійковому вигляді, то якась частина найправіших бітів визначає конкретний комп'ютер, інші ж позначають мережі та підмережі, яких належить комп'ютер.

Приклад. 192.45.9.200. Адреса мережі – 192.45; адреса підмережі – 9; адреса комп'ютера – 200.
Пакет містить адресу одержувача та адресу отруйника, а потім вкидається в мережу.
Маршрутизатори визначають маршрут проходження пакетів.

Доменна система імен

Комп'ютери легко можуть зв'язатися один з одним за числовою IP-адресою, проте людині запам'ятати числову адресу нелегко, і для зручності було введено Доменна СистемаІмен (DNS – Domain Name System).
Доменна система іменставить у відповідність числовій IP-адресі кожного комп'ютера унікальне доменне ім'я. Доменні адреси надаються в Центрі мережевої інформації Інтернет (InterNIC).

Домен (domain- область район) -визначає безліч ПК, що належать якійсь ділянці мережі Інтернет, у межах якого комп'ютери об'єднані за однією ознакою.

Доменна адресавизначає область, що становить ряд хост-комп'ютерів. На відміну від цифрової адреси, він читається у зворотному порядку. Спочатку йде ім'я комп'ютера, потім ім'я мережі, де він знаходиться.
Комп'ютерне ім'я включає щонайменше два рівні доменів. Кожен рівень відокремлюється від іншого точкою. Зліва від домену верхнього рівня розміщуються піддомени для загального домену.
У системі адрес Internet прийнято представляти домени географічними регіонами. Вони мають ім'я, що складається із двох літер.
Приклад. Географічні домени деяких країн: Франція fr; Канада- са; США - us; Росія - ru; Білорусь - by.
Існують і домени, розділені на тематичнимознак. Такі домени мають трилітернескорочена назва.
Приклад. Навчальні заклади - edu. Урядові установи - gov. Комерційні організації – com:

tutor.sp tu.edu . Тут edu- загальний домен для шкіл та університетів. Tutor- піддомен sp tu , який є піддоменом edu.

World Wide Web

Найпопулярніша служба Інтернету - World Wide Web (скорочено WWW або Web), ще називають Всесвітнім павутинням. Подання інформації в WWW базується на можливостях гіпертекстових посилань. Гіпертекст- це текст, у якому містяться посилання інші документи. Це дає можливість при перегляді деякого документа легко та швидко переходити до іншої пов'язаної з ним за змістом інформації, яка може бути текстом, зображенням, звуковим файлом або мати будь-який інший вид, прийнятий у WWW. При цьому пов'язані посиланнями документи можуть бути розкидані по всій земній кулі.
Численні зв'язки між документами WWW, що перетинаються, комп'ютерною павутиною охоплюють планету - звідси і назва. Отже, зникає залежність від місцезнаходження конкретного документа.
Служба World Wide Web призначена для доступу до електронних документів, які називаються Web-документами або, спрощено, Web-сторінками. Web-сторінка - це електронний документ, в якому крім тексту містяться спеціальні команди форматування, а також вбудовані об'єкти (малюнки, аудіо- та відеокліпи та ін.).
Переглядають Web-сторінки за допомогою спеціальних програм, які називаються браузерамиТак що браузер - це не просто клієнт WWW, що служить для взаємодії з віддаленими Web-серверами, це ще й засіб перегляду Web-документів. Наприклад, якщо веб-сторінка була збережена на жорсткому диску, її можна переглянути за допомогою браузера без підключення до Інтернету. Такий перегляд називають автономним.
На відміну від друкованих електронних документів, Web-сторінки мають не абсолютне, а відносне форматування, тобто вони форматуються в момент перегляду відповідно до того, на якому екрані та за допомогою якого браузера їх переглядають. Строго кажучи, одна і та сама Web-сторінка при перегляді в різних браузерахможе виглядати по-різному – це залежить від того, як браузер реагує на команди, які вбудував у Web-сторінку її автор.
Кожен Web-документ (і навіть кожен об'єкт, вбудований у такий документ) в Інтернеті має свою унікальну адресу - він називається уніфікованим покажчиком ресурсу URL (Uniformed Resource Locator) або, скорочено, URL-адресою. Звернувшись за цією адресою, можна отримати документ, що зберігається там.
В Інтернеті зберігається дуже багато Web-документів. Останні сім років наповнення WWW подвоювалося кожні півтора року. Очевидно, найближчими роками цей темп дещо знизиться, але залишиться досить високим, принаймні до рубежу 10 мільярдів. У зв'язку з такою величезною кількістю Web-документів, в Мережі сьогодні існує важлива проблема їх пошуку та відбору - ми розглянемо її особливо, а поки що познайомимося з тим, як формально виглядає адреса URL.
Приклад URL: http://klyaksa.net/htm/exam/answers/images/a23_1.gif
Тут наведена URL-адреса малюнка, що знаходиться на одній із Web-сторінок порталу www.klyaksa.net.
URL-адреса документа складається із трьох частин і, на відміну від доменних імен, читається зліва направо. У першій частині зазначено ім'я прикладного протоколу, яким здійснюється доступ до даного ресурсу. Для служби World Wide Web це протокол передачі гіпертексту HTTP (HyperText Transfer Protocol). В інших служб – інші протоколи. Ім'я протоколу відокремлюється від інших частин адреси двокрапкою та двома косими характеристиками.
Другий елемент - доменне ім'я комп'ютера, на якому зберігається даний документ. Зі структурою доменного імені ми вже знайомі - його елементи поділяються точками. Після доменного імені ставиться коса межа.
Останній елемент адреси – шлях доступу до файлу, що містить Web-документ, на вказаному комп'ютері. З записом шляху доступу до файлу в операційній системі Windowsми вже знайомі, але тут є важлива відмінність. У Windows прийнято розділяти каталоги та папки символом зворотної косої межі "\", а в Інтернеті належить використовувати стандартну косу межу "/". Це пов'язано з тим, що Інтернет зароджувався на комп'ютерах, що працюють у операційній системі UNIX, а там прийнято розділяти каталоги саме так.
З кожним гіперпосиланням в Мережі пов'язана Web-адреса деякого документа або об'єкта (файла з малюнком, звукозаписом, відеокліпом тощо). При натисканні на гіперпосиланні в Мережа відправляється запит на постачання того об'єкта, на який вказує гіперпосилання. Якщо такий об'єкт існує за вказаною адресою, він завантажується та відтворюється. Якщо його немає у природі (наприклад, він перестав існувати з якихось причин), видається повідомлення про помилку – тоді можна повернутися на попередню сторінку та продовжити роботу.

Основні служби мережі Інтернет

1. Електронна пошта (електронна пошта).
Електронна пошта (E-mail - Electronic mail, англ. mail - "пошта") - найпоширеніше і донедавна найпопулярніше застосування Інтернету. За оцінками Міжнародного союзу електрозв'язку, кількість користувачів електронною поштою перевищує 50 млн. Популярність електронної пошти пояснюється не лише її можливостями, а й тим, що користуватися нею можна за будь-якого виду доступу до Інтернету, навіть найдешевшого.
При використанні електронної пошти кожному користувачеві надається унікальна поштова адреса, яка зазвичай утворюється приєднанням імені користувача до імені самого комп'ютера. Ім'я користувача та ім'я комп'ютера розділяє спеціальний символ @. Наприклад, якщо користувач має вхідне ім'я emswоrth на комп'ютері blandings.corn, то його електронна адреса матиме вигляд [email protected]

3. Служба телеконференцій (Usenet)
Ще однією з широко використовуваних послуг, що надаються Інтернет, є Usenet news- новини Usenet, які також часто називають телеконференціями (до телебачення вони не мають жодного відношення, а приставка "тілі" означає "віддалений", "діючий на дальній відстані"). Вони дають можливість читати та надсилати повідомлення в громадські (відкриті) дискусійні групи.
Usenet- це віртуальна, уявна мережа, за допомогою якої новини передаються між комп'ютерами – серверами новин за спеціальним протоколом NNTP (Network News Transfer Protocol).

4. Служба передачі файлів (FTP)займається прийомом та передачею файлів великих обсягів. Служба FTP має свої сервери у світовій мережі, де зберігаються архіви даних. Ці архіви можуть бути комерційного або обмеженого доступу або можуть бути загальнодоступними.

5. Доступ до віддаленого комп'ютера (Telnet)
Якщо згадати історію розвитку ЕОМ, то був час, коли сам комп'ютер мав великі розміри та стояв у спеціальному машинному залі. Термінали (тобто дисплеї з клавіатурою), що дозволяють працювати на комп'ютері, були розташовані в іншому приміщенні. Дисплеї були алфавітно-цифрові, тому діалог із комп'ютером полягав у введенні символьних команд, реагуючи на які комп'ютер друкував на екрані відповідні дані.
Під час створення системи віддаленого доступу було вирішено зберегти цей спосіб діалогу з комп'ютером.
Програма віддаленого доступу називається Telnet.
Для її функціонування, як і для всіх сервісів Інтернету, необхідне існування двох частин - програми-сервера, встановленої на віддаленому комп'ютері, та програми-клієнта - на локальному комп'ютері.
Для здійснення підключення до віддаленої системи необхідно бути зареєстрованим користувачем, тобто мати вхідне ім'я та пароль. Щоб встановити з'єднання, потрібно вказати ім'я віддаленого комп'ютера. Після успішного з'єднання на віддаленому комп'ютері можна робити ті самі операції, що і на локальному комп'ютері, тобто переглядати каталоги, копіювати або видаляти файли, запускати різні програми, що мають алфавітно-цифровий інтерфейс.

6. Служба IRC (Internet Relay Chat)призначена для прямого спілкування кількох людей у ​​режимі реального часу. Цю службу також називають чат-конференціями або просто чатом.

7. Служба ICQ.Її назва походить від виразу I seek you – я тебе шукаю. Основне призначення – забезпечення можливості зв'язку між двома людьми, навіть якщо вони не мають постійної IP-адреси.
8. Служба World Wide Web (WWW)– це єдине інформаційний простір, Що складається з сотень мільйонів взаємопов'язаних електронних документів, що зберігаються на Web-серверах Окремі документи називаються веб-сторінками. Групи тематично об'єднаних веб-сторінок називають веб-сайтами або веб-сайтами.

Мережа- це група комп'ютерів, з'єднаних друг з одним каналом зв'язку. Канал забезпечує обмін даними всередині мережі (тобто обмін даними між комп'ютерами цієї групи). Мережа може складатися з двох-трьох комп'ютерів, а може поєднувати кілька тисяч ПК. Фізично обмін даними між комп'ютерами може здійснюватися за спеціальним кабелем, телефонною лінією, волоконно-оптичним кабелем або радіоканалом.

Комп'ютери в мережі можна з'єднувати:

• · безпосередньо один з одним (так зване двоточковез'єднання);
• · Через проміжні вузли зв'язку.

Комп'ютери, підключені до мережі, можуть виконувати дві функції: можуть бути робочими станціями або серверами.

Робоча станція- це будь-який робочий комп'ютер у мережі, який є сервером, зазвичай, по них працюють користувачі. Вимоги до робочих станцій визначаються колом завдань станції. Зазвичай головними вимогами є вимоги до швидкодії та обсягу оперативної пам'яті.

Сервери- це комп'ютери, які керують всією мережею та накопичують у себе всі дані робочих станцій. Сервери можуть працювати в автоматичному режимі - вони стоять без клавіатури і іноді навіть без монітора, але в будь-якому випадку сервери виконують функції управління мережею та концентрації даних. Адміністратор мережі- особа, в обов'язки якої входять усі питання, пов'язані з встановленням та експлуатацією мережі, а також вирішення всіх проблем, пов'язаних із правами та можливостями користувачів мережі.

Зазвичай як сервер вибирається найбільший і потужний комп'ютер у мережі. Проте розвиток комп'ютерної технікиявно веде до зменшення внутрішніх компонентів - комп'ютер стає швидше та економічнішим. Тому за короткий термін сервер може застаріти швидше, ніж звичайні комп'ютери, яких не пред'являються такі високі вимоги.

Прийнято розрізняти локальні та глобальні мережі. По суті, головна різниця між ними зрозуміла вже за назвами, але є деякі істотні технологічні відмінності.

Локальні мережі(від англійського local - місцевий) - це мережі, що складаються з близько розташованих комп'ютерів, які найчастіше знаходяться в одній кімнаті, в одному будинку або близько розташованих будівлях. Локальні комп'ютерні мережі, що охоплюють якесь підприємство або фірму та об'єднують різнорідні обчислювальні ресурси в єдиному середовищі, називають корпоративними(від англійської corporate – корпоративний, загальний). Приклади: банківська мережа, мережа навчального закладу.

Найважливішою характеристикою локальних мереж є швидкість передачі, тому комп'ютери з'єднуються за допомогою високошвидкісних адаптерів зі швидкістю передачі даних не менше 10 Мбіт/с. У локальних мережах використовуються високошвидкісні цифрові лінії зв'язку. Крім того, локальні мережі повинні легко адаптуватися, мати гнучкість: користувачі повинні мати можливість розташовувати комп'ютери, підключені до мережі там, де знадобиться, додавати або переміщувати комп'ютери або інші пристрої, а також при необхідності відключати їх без переривань у роботі мережі.

Об'єднання комп'ютерів у єдину мережу надає користувачам мережі нові можливості, незрівнянні з можливостями окремих комп'ютерів. Мережа - це додавання, а множення можливостей окремих комп'ютерів. Локальна мережа дозволяє організувати передачу файлів з одного комп'ютера до іншого або інші, спільно використовувати обчислювальні та апаратні ресурси, поєднувати розподілену обробку даних на кількох комп'ютерах з централізованим зберіганням інформації та багато іншого. За допомогою комп'ютерної локальної мережі здійснюється колективне використання технічних ресурсів, що благотворно впливає психологію і поведінка користувача у мережі, а й у реальному житті.

Топологія локальних мереж

Топологія- це конфігурація мережі, спосіб з'єднання елементів мережі (тобто комп'ютерів). Найчастіше зустрічаються три способи об'єднання комп'ютерів у локальну мережу: «зірка», «загальна шина»і «кільце».

З'єднання типу «зірка»(Рис. 1). Кожен комп'ютер через спеціальний мережний адаптер підключається окремим кабелем до об'єднуючого пристрою. При необхідності можна об'єднати разом кілька мереж із топологією «зірка», при цьому конфігурація мережі виходить розгалуженою.

Переваги:При з'єднанні типу «зірка» легко шукати несправність у мережі.

Недоліки: З'єднання не завжди надійне, оскільки вихід із ладу центрального вузла може призвести до зупинки мережі.

З'єднання "загальна шина"(Рис. 2). Усі комп'ютери мережі підключаються до одного кабелю; цей кабель використовується разом усіма робочими станціями по черзі. При такому типі з'єднання всі повідомлення, надсилані кожним окремим комп'ютером, приймаються іншими комп'ютерами в мережі.

Переваги:у топології «загальна шина» вихід із ладу окремих комп'ютерів не призводить всю мережу до зупинки.

програмний файловий операційний драйвер

Недоліки:Дещо важче знайти несправність у кабелі і при обриві кабелю (єдиного для всієї мережі) порушується робота всієї мережі.

З'єднання типу «кільце»(Рис. 3). Дані передаються від одного комп'ютера до іншого; при цьому якщо один комп'ютер отримує дані, призначені для іншого комп'ютера, він передає їх далі (по кільцю).

Переваги:балансування навантаження, можливість та зручність прокладання кабелю.

Недоліки:фізичні обмеження на загальну довжину мережі.

Від схеми залежить склад обладнання та програмного забезпечення. Топологію обирають, виходячи із потреб підприємства. Якщо підприємство займає багатоповерхову будівлю, то в ній може бути використана схема «сніжинка»(Рис. 4), в якій є файлові сервери для різних робочих груп та один центральний сервер для всього підприємства.