Файл: Компьютерные сети 44. Основные понятия 45. Локальные сети.ppt

Компьютерные сети

§ 44. Основные понятия
§ 45. Локальные сети
§ 46. Сеть Интернет
§ 47. Адреса в Интернете
§ 48. Службы Интернета
§ 49. Электронная коммерция
§ 50. Личное информационное пространство

Компьютерные сети

§ 44. Основные понятия

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединенных линиями связи.
Узел – это любое устройство, подключённое к сети (компьютер, маршрутизатор и т.п.).


персональные сети (PAN = Personal Area Network), радиус до 30 м, Bluetooth
локальные сети (LAN = Local Area Network) – в одном или нескольких соседних зданиях
сети провайдеров (WAN = Wide Area Network)
глобальные сети – объединение сетей провайдеров


Типы сетей:

«Общая шина»

Шина – это линия связи, которую несколько устройств используют для обмена данными.


терминатор


шина


простота, дешевизна небольшой расход кабеля;
легко подключать новые рабочие станции;
сеть работает при от отказе любого компьютера

«Общая шина»

при разрыве кабеля вся сеть не работает один канал связи на всех низкий уровень безопасности сложно обнаруживать неисправности ограничение размера (не более 185 м)

«Звезда»

Коммутатор (свитч) передаёт пакеты только адресату!


коммутатор


сервер

«Звезда»

сеть работает при отказе любой рабочей станции высокий уровень безопасности простой поиск неисправностей и обрывов


большой расход кабеля высокая стоимость при отказе коммутатора вся сеть не работает количество рабочих станций ограничено количеством портов коммутатора.

«Дерево» = многоуровневая звезда

сервер


коммутатор


коммутатор


коммутатор

«Кольцо»

«Кольцо»

---

большой размер сети (до 20 км)
надежная работа при большом потоке данных не нужны коммутаторы


для подключения нового узла нужно останавливать сеть низкая безопасность сложность настройки и поиска неисправностей

Обмен данными

Протокол – это набор правил и соглашений, определяющих порядок обмена данными.


Шлюз (конвертер) – устройство, которое объединяет сети с разными протоколами.


Пакетный режим


1


2


3


5


6


4


более равномерная нагрузка на сеть при сбое повтор 1 пакета пакеты могут идти разными маршрутами

Пакетный режим

Состав пакета:
адрес получателя адрес отправителя данные контрольная сумма

куда

откуда

данные

контрольная сумма

CRC-32


=?


Размер пакета: до 1,5 Кбайт


нет


передать заново

Серверы и клиенты

Сервер ­– это компьютер, предоставляющий свои ресурсы в общее использование.


Клиент – это компьютер, использующий ресурсы сервера.


файловый сервер сервер печати почтовый сервер сервер приложений


cервер


клиент


запрос


ответ


отправить запрос вывести ответ


получить запрос выполнить задание отправить ответ

Компьютерные сети

§ 45. Локальные сети

Что такое локальная сеть?

Локальная сеть объединяет компьютеры в одном или нескольких соседних зданиях.


Сетевая ОС поддерживает:
сетевое оборудование сетевые протоколы доступ к удалённым ресурсам
Windows, Linux, Mac OS


Типы локальных сетей:
одноранговые с выделенным сервером

Сетевое оборудование

Ethernet (лат. aether — эфир)


10 Мбит/с, 100 Мбит/с, 1 Гбит/с и 10 Гбит/с


1 Мбит/c = 106 бит/c!


!


разъем RJ-45


сетевая карта


сетевой кабель «витая пара»


патч-корд


коммутаторы

Маршрутизатор

Интернет


маршрутизатор (шлюз)


Маршрутизатор (роутер) – устройство, определяющее дальнейший маршрут движения пакетов на основе таблиц маршрутизации.

---

Одноранговые сети

Все компьютеры равноправны, каждый может выступать как в роли клиента, так и в роли сервера.


дешевизна простота настройки и обслуживания независимость компьютеров друг от друга не нужно сложное программное обеспечение


обычно до 10-15 компьютеров сложность управления и настройки прав доступа низкая защищенность данных резервное копирование на каждом компьютере


Разделяемые ресурсы:


Установка прав доступа!


!

Сети с выделенным сервером

Роли серверов:


обработка данных на серверах через сеть передаются только нужные данные упрощается модернизация системы права на доступ к данным на сервере различное оборудование и ОС на клиентах резервное копирование данных только на серверах


высокая стоимость серверного оборудования сложность настройки и обслуживания сервера при отказе сервера служба не работает


Windows Server, Linux Server, FreeBSD, Solaris

Терминальный доступ

терминальный сервер


клиент: клавиатура + монитор, нет винчестера
сервер: время процессора, ОЗУ, диски, принтеры и т.п.


дешевизна клиентов проще администрирование выше безопасность данных


при отказе сервера ничего не работает ошибки в настройках влияют на всех


«тонкий» клиент


«тонкий» клиент


«тонкий» клиент


«тонкий» клиент

Беспроводные сети

Bluetooth – персональные сети до 8 устройств радиус до 20 м скорость до 700 кбит/с


WiFi (Wireless Fidelity – «беспроводная точность»)


точка доступа


Локальная сеть


Интернет


радиус до 45 м (в помещении)
скорость до 480 Мбит/с

Компьютерные сети

§ 46. Сеть Интернет

Что такое Интернет?

InterNet = Interconnected Networks


Интернет – это глобальная сеть, объединяющая компьютерные сети.
Каналы связи:

электрические кабели оптоволоконные спутниковая радиосвязь

Провайдер – это фирма, предоставляющая пользователям выход в Интернет через её локальную сеть.

взаимосвязанные сети

Подключение к Интернету

Интернет


Локальная сеть провайдера

---

выделенная линия


телефонная станция


ADSL-модем


сплиттер


ADSL-модем


сплиттер


пассивная оптическая сеть (PON)


терминал


узел

Подключение через мобильную связь

Интернет


Локальная сеть оператора мобильной связи


USB-модем


3G – до 3,6 Мбит/с


4G – до 1 Гбит/с (Yota, Мегафон, МТС)


2G (2rd generation = 2-е поколение) – до 1 Мбит/с


5G – до 20 Гбит/с

Из истории…

1960-е: ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network)


разное аппаратное и программное обеспечение при подключении не требуются переделки нет единого центра  живучесть пакетная передача данных


1969 г.: первый обмен данными (Калифорнийский университет и Стэнфордский исследовательский институте, 640 км)


1971 г.: электронная почта, Р. Томлисон, @


1984 г.: DNS – система доменных имён


1990 г.: Релком – первый провайдер в СССР


1974 г.: протоколы семейства TCP/IP

Из истории…

1991 г.: WWW = World Wide Web – система обмена данными в виде гипертекста.


Т. Бернес-Ли


1995 г.: Интернет-магазины (Amazon)


2013 г.: 39% жителей Земли используют Интернет 147 млн сайтов


2001 г.: Википедия


1994 г.: заказ пиццы Pizza Hut с доставкой





TCP (Transfer Control Protocol)– протокол управления передачей данных
IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол


Протокол IP не гарантирует доставку!


!





HTTP


браузер


TСP


драйвер


IP


?


драйвер


драйвер


Компьютер A


HTTP


сервер


TСP


драйвер


IP


?


драйвер


драйвер


Компьютер Б


уровень приложений


транспортный уровень


сетевой уровень


канальный уровень


А


Б


М2


М1


маршрутизаторы


компьютер


компьютер


IP


?


IP


?

Протоколы уровня приложений

HTTP (HyperText Transfer Protocol)– передача гипертекста
FTP (File Transfer Protocol) – передача файлов
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – отправка эл. почты
POP3 (Post Office Protocol Version 3

---

) – приём эл. почты
IMAP (Internet Message Access Protocol) – приём эл. почты

Компьютерные сети

§ 47. Адреса в Интернете

Физические адреса (MAC-адреса)

Физический адрес (MAC-адрес) – уникальный 48-битный код сетевой карты (записывается в 16-ричной системе)
00-15-E9-41-AC-73


Может ли быть несколько?


?

IP-адреса

октеты (8 бит)





192.168.104.115


0..255


0..255


0..255


0..255


110000001010100001101000011100112


3232262259


192


168


104


115


В каком диапазоне числа?


?


IP-адрес:

IP-адреса

173.194.71.94

IP-адреса

3.212


21


2.12


.42


2.19


.50


5.162


22


1.13


.29


1.109


19


2.222


.32


22


2.22


.177


9.56


.20


120


Восстановите IP-адрес компьютера по фрагментам:

IP-адреса и маски

192.168.104.115


IP-адрес:


адрес сети + код компьютера в сети


Как разделить две части?


?


Маска – это шаблон, который позволяет отделить адрес сети от номера компьютера в этой сети.


маска


IP-адрес


адрес сети


номер компьютера





192 . 168 . 104 . 115


255.255.255. 0


111111112


FF16


000000002


11……………….11 00..002


адрес сети
192.168.104.0


код компьютера
115


Маска в двоичном коде всегда имеет структуру «все единицы – все нули»: 11…1100…00


!





Последнее ненулевое число маски:


111111102 =


254


111111002 =


252


111110002 =


248


111100002 =


240


111000002 =


224


110000002 =


192


100000002 =


128


000000002 =


0


111111112 =


255





Какие из последовательностей могут быть масками:


255.255.255.122


255.255.128.255


255.255.156.0


255.255.255.192


255.255.224.192


255.255.255.128


255.255.128.128


255.255.128.0


255.255.255.102


255.255.248.0

Число компьютеров в сети

---