Полная версия

Главная arrow Педагогика arrow Информационные технологии в науке и образовании

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Основные понятия компьютерных сетей

Компьютерная сеть — это объединение компьютеров, линий связи между ними и программ, обеспечивающих обмен информацией. При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. Для создания сетей необходимо сетевое оборудование и сетевые программные средства. Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением. Все компьютерные сети имеют одно назначение — обеспечение совместного доступа к общим ресурсам. Ресурсы могут быть аппаратные, программные, информационные.

В зависимости от удаленности компьютеров, объединенных в сеть, в качестве линий связи могут использоваться кабели, телефонные линии, радиосвязь, в том числе через спутники, а также оптоволоконные линии, в которых информация передается с помощью света. Для подсоединения линий связи к компьютерам применяются специальные электронные устройства — сетевые платы, сетевые адаптеры, модемы и т. д. Назначение этих устройств состоит в преобразовании информации, поступающей от компьютера, в электрический, радио- или световой сигнал для передачи по линии связи и обратно. Все линии связи различаются по скорости передачи информации; самые медленные — это телефонные линии, они и самые дешевые. Так как при наборе телефонного номера для установки связи двух абонентов на автоматической телефонной станции происходит переключение, или, другими словами, коммутация, то телефонные линии часто называют коммутируемыми. С помощью коммутируемых линий связь устанавливается только на время, необходимое для передачи информации. В отличие от коммутируемых линий, так называемые выделенные линии связывают компьютеры постоянно, круглый год, 24 ч в сутки. Выделенные линии могут быть созданы с помощью кабелей или радиосвязи и позволяют обмениваться информацией с огромными скоростями.

Компьютерные сети бывают локальными и распределенными. Локальной называется компьютерная сеть, объединяющая компьютеры, расположенные в одном или в соседних зданиях. Если же соединенные компьютеры находятся в разных частях города, в разных городах и странах, то такие сети называются распределенными.

В Интернете используются два основных понятия: «адрес» и «протокол». Свой уникальный адрес имеет каждый компьютер, подключенный к Интернету. В любой момент времени все компьютеры, подключенные к Интернету, имеют разные адреса.

В общем случае протокол — это правила взаимодействия. Сетевой протокол предписывает правила работы компьютерам, которые подключены к сети. Стандартные протоколы заставляют разные компьютеры «говорить на одном языке», что дает возможность подключения к Интернету разнотипных компьютеров, работающих под управлением различных операционных систем.

В Интернете имеется несколько уровней протоколов, которые взаимодействуют друг с другом. На нижнем уровне используются два основных протокола: IP — Internet Protocol (Интернет-протокол) и TCP — Transmission Control Protocol (Протокол управления передачей). Протокол TCP определяет порядок разделения данных на дискретные пакеты и контролирует переда- чу/доставку и целостность передаваемых данных. Протокол IP описывает формат пакета данных, передаваемых в сети, а также порядок присвоения и поддержки адресов абонентов сети. Так как эти два протокола тесно взаимосвязаны, то часто их объединяют и считают, что базовым протоколом является интеграция протоколов TCP/IP.

Рассмотрим основные протоколы Интернета. Сервис FTP — File Transfer Protocol (Протокол передачи файлов) — позволяет получать и передавать файлы. Протокол HTTP — Hyper Text Transfer Protocol (Протокол передачи гипертекста) — осуществляет работу с гипертекстовыми документами. Протокол SMTP — Simple Mail Transfer Protocol (Простой протокол пересылки почты) — используется службой электронной почты для пересылки исходящих почтовых отправлений. Протокол POP3 — Post Office Protocol (Протокол почтового офиса) — применяется службой электронной почты для доставки входящих почтовых отправлений. Протокол NNTP — Network News Transfer Protocol (Сетевой протокол передачи новостей) — используется службой телеконференций для пересылки сообщений между подписчиками.

Основными задачами, решаемыми при создании компьютерных сетей, являются обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и обеспечение совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системе кодирования и формату данных. Решение этих задач обносится к области стандартизации и основано на так называемой модели OSI — Model of Open System Interconnection (Модель взаимодействия открытых систем). Она создана на основе технических предложений Международного института стандартов ISO — International Standards Organization.

Согласно модели ISO/OSI архитектуру компьютерных сетей следует рассматривать на разных уровнях. Различают семь уровней архитектуры Интернета:

  • 1. Прикладной. Пользователь создает сообщение, документ, письмо.
  • 2. Представления. Операционная система фиксирует, где находятся данные: в оперативной памяти, в файле на жестком диске, и обеспечивает взаимодействие со следующим уровнем.
  • 3. Сеансовый. Протоколы этого уровня проверяют права пользователя.
  • 4. Транспортный. Документ преобразуется в форму, необходимую для передачи данных в сети.
  • 5. Сетевой. Определяет маршрут движения данных в сети.
  • 6. Соединения. Для модуляции сигналов, циркулирующих на физическом уровне в соответствии с данными, полученными с сетевого уровня.
  • 7. Физический. Происходит реальная передача данных в виде битов — самых элементарных единиц представления данных[1].

Для обеспечения необходимой совместимости на каждом из семи уровней архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандарты — протоколы:

  • • аппаратные — для взаимодействия аппаратных компонентов сети;
  • • программные — для взаимодействия программ и данных;
  • • аппаратно-программные — для взаимодействия программного и аппаратного обеспечения.

Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов).

В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети принято разделять на локальные (LAN — Local Area Network) и глобальные (WAN — Wide Area Network) сети.

Глобальные сети WAN, которые называют также территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои услуги большому количеству конечных абонентов. Крупные компьютеры класса мейнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, тогда как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Интернета.

Глобальные сети чаще всего создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют общественными (публичными). Компанию, осуществляющую поддержку нормального функционирования сети, называют оператором сети; компанию, оказывающую платные услуги абонентам сети, называют провайдером, поставщиком услуг (Service provider).

Итак, Интернет (Internet — межсеть) — это глобальная сеть сетей, которая делает возможным обмен сообщениями электронной почты, файлами, группами новостей UseNet и страницами World Wide Web. ISP — это аббревиатура, образованная словосочетанием Internet Service Provider (провайдер услуг Интернета). Пользователи подключаются к Интернету через сервер ISP, с которым они связываются по телефонной линии или другим способом.

В настоящее время существует множество разнообразных способов доступа в сеть Интернет. Среди них можно выделить следующие основные группы:

  • • подключение по телефонной линии с помощью модема;
  • • подключение по сетям ISDN, DSL, по оптоволоконным линиям;
  • • подключение к сети Интернет через спутник с симметричным доступом;
  • • комбинированное подключение к сети Интернет через спутник с асимметричным доступом.

Сегодня одним из распространенных видов подключения к сети Интернет является коммутируемый доступ через телефонную сеть общего пользования. В этом случае провайдер Интернета (через которого пользователь попадает в Интернет) имеет некоторое количество городских телефонных линий с подключенными к ним телефонными модемами (так называемый модемный пул). Модемы подключены к компьютеру провайдера (серверу), который, в свою очередь, имеет постоянную связь с вышестоящим провайдером.

Сеть Интернет — это совокупность общедоступных информационно-телекоммуникационных сетей, взаимодействие между которыми обеспечивается применением межсетевого протокола с одноименным названием.

Основные службы Интернета: WWW, Telnet, электронная почта, Usenet, FTP, IRC, ICQ, Gopher, Archie, WAIS и др. Рассмотрим некоторые службы более подробно.

WWW (World Wide Web) — это самая популярная служба современного Интернета, представляющая единое информационное пространство и состоящая из взаимосвязанных электронных документов, которые хранятся на веб-серверах.

Отдельные документы, составляющие веб-пространство, называются веб-страницами. Тематически объединенные веб-страницы называются веб-узлами. Программы для просмотра вебстраниц называются броузерами (или браузерами).

Отличительной особенностью среды World Wide Web является наличие средств перехода от одного документа к другому с помощью гиперссылок. Гиперссылка — это выделенный фрагмент документа, с которым ассоциирован адрес другого веб-до- кумента.

Telnet — терминальный режим. Является одной из ранних служб удаленного управления компьютером. Протоколы Telnet часто применяются для дистанционного управления техническими объектами, например телескопами, видеокамерами, промышленными роботами и т. д.

Электронная почта (e-mail) — исторически первый и наиболее распространенный вид работы в телекоммуникационных сетях. Это межперсональный обмен текстовыми сообщениями. Почтовая служба основана на двух прикладных протоколах — SMTP и POP3. По первому происходит отправка корреспонденции с компьютера на сервер, а по второму — прием поступивших сообщений.

Usenet — это служба телеконференций, которая похожа на рассылку электронной почты, но не одному корреспонденту, а большой группе (такие группы называются группами новостей).

FTP — служба передачи файлов. Необходимость в передаче файлов возникает при приеме файлов программ, при пересылке крупных документов, а также при передаче архивных файлов.

IRC (Internet Relay Chat) — служба предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального времени. В отличие от системы телеконференций, в которой общение между участниками обсуждения открыто всему миру, в системе IRC общение происходит только в пределах одного канала, в работе которого принимают участие лишь несколько человек.

ICQ — эта служба предназначена для поиска сетевого 1Р-ад- реса человека, подключенного в данный момент к Интернету. Необходимость в подобной услуге связана с тем, что большинство пользователей не имеют постоянного IP-адреса. Название службы является акронимом выражения I seek you — я ищу тебя. Пользователям этой службы надо зарегистрироваться на ее центральном сервере и получить идентификационный номер. При каждом подключении к Интернету программа ICQ определяет текущий IP-адрес и сообщает его центральной службе, которая оповещает партнеров по контактам.

  • [1] Информатика. Базовый курс. 2-е изд. // под ред. С. В. Симоновича. СПб., 2003.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>