» [Экзамен по информатике][Билет №22]

Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть - сетью на основе серверов.
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология сети.

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными.

Сети Ethernet могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности.

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

Региональные компьютерные сети.

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети.

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная компьютерная сеть Интернет.

В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет).

В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

Интернет - это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.

К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

Адресация в Интернет

Для того, чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес. Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме: IP - адрес и DNS - адрес.

IP - адрес

IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками. Он может иметь такой вид:
84.42.63.1

Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем достаточно для будущего расширения Интернет.

С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес.

DNS - адрес

IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены). Например:

Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.

Доменные имена

DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно).

Доменная система имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит географический домен ru .

Портал Клякс@.net зарегистрировал домен второго уровня klyaksa в административном домене верхнего уровня net.

Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают в себя полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так полный адрес портала Клякс@.net имеет вид www.сайт

gov - правительственное учреждение или организация
mil - военное учреждение
com - коммерческая организация
net - сетевая организация
org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных

Среди часто используемых доменов - идентификаторов стран можно выделить следующие:

at - Австрия
au - Австралия
ca - Канада
ch - Швейцария
de - Германия
dk - Дания
es - Испания
fi - Финляндия
fr - Франция
it - Италия
jp - Япония
nl - Нидерланды
no - Норвегия
nz - Новая Зеландия
ru - Россия
se - Швеция
uk - Украина
za - Южная Африка

Адрес E-mail

С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.

Для доставки и прима сообщений электронной почты предназначен специальный протокол SMPT (Simple Mail Transport Protocol). Компьютер, через который в Интернет осуществляется передача сообщений электронной почты, называют SMPT - сервером. По электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "at коммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение конкретному пользователю конкретного компьютера. Например:
ivanov@сайт Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а сайт - SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом ящике хранятся сообщения, пришедшие по конкретному адресу.

URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации в Интернет. Он имеет следующий формат:
тип ресурса://адрес узла/прочая информация
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов:

Ftp:// ftp - сервер
gopher:// меню gopher
http:// адрес в WWW
mailto:// адрес электронной почты
news:// группа новостей UseNet
telnet:// компьютер, в котором можно зарегистрироваться, используя telnet

Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений:

Http://www..php главная страница информационно-образовательного портала Клякс@.net

ftp://ftp.microsoft.com/dirmap.txt файл с именем dirmap.txt на ftp - сервере компании Microsoft

Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов.

Компьютерные сети Internet - плюсы и минусы.

Некоторым аспектам и проблемам массового использования возможностей Internt посвящена данная статья.

Сетевые технологии и, в частности, сеть Интернет, не только предоставляют качественно новые положительные возможности для жизни и деятельности организаций любого типа и уровня и отдельных граждан, но и несут определенную опасность. Ключевое отличие сети от телевидения заключается в том, что она предоставляет не только огромные возможности получения информации, но и мощные средства сбора и анализа данных и приобретает качественно новый характер - речь идет прежде всего о личной и общественной безопасности. Это, в свою очередь, влечет за собой качественно новый подход к дисциплине использования сетевых ресурсов.

Россия стоит один на один с развитыми державами Запада, которые мало заинтересованы в развитии экономического потенциала нашей страны. Достигнув технологического уровня, позволяющего анализировать огромные информационные потоки в глобальных сетях, США, например, представляют для России определенную опасность. Если вернуться к истокам сети Интернет и не забывать о том, кто формирует, хотя и неявно, дисциплину работы в сети, становится понятно, что российские пользователи нуждаются в определенной разъяснительной работе, позволяющей внятно донести до них не только преимущества новых технологий, но и возможные теневые аспекты их использования. Речь идет конечно, не о некотором державном противостоянии, а о реальной угрозе интернационального толка, с которой сталкиваются пользователи сети во всех странах без исключения. Тенденции развития телекоммуникаций оказали огромное влияние на развитие информационных ресурсов, и если еще несколько десятилетий назад контроль над информацией осуществляло государство, то теперь четкая грань между производителем и потребителем информации исчезла. И достаточно трудно понять, физическое ли лицо у себя дома формирует информацию и выдает ее в сеть, или это делает государственная структура.

Глобальные компьютерные сети - основное оружие информационных войн, различные модели войны для ее ведения традиционными информационными средствами уже хорошо отработаны в том числе и новые реализуемые через Интернет. Первыми особенности информационной войны поняли американцы, начавшие с восьмидесятых годов борьбу за контроль над информацией и ее распространением. США располагают различными телекоммуникационными средствами, позволяющими подключиться к сети в любой точке мира. Возможности информационного оружия велики и требуют раз работки адекватных средств защиты. Фактически, любой пользователь сети Интернет имеет доступ к информационному оружию. Не редкость установка в сетях программ контроля трафика и отслеживания паролей, засылка полиморфных кодов по электронной почте (так называемых бомб), активное использование программ анонимной рассылки почты (ремейлеров), которые открывают дорогу рассылке самой разрушительной информации, например, рецептов домашнего изготовления наркотических и взрывчатых веществ или предложений от киллеров. Это требует введения эффективных средств контроля и защиты.

Вторжении Интернет в частную жизнь - это отдельный вопрос. Наибольшее опасение вызывают проблемы наличия опасных и оскорбительных общедоступных материалов в Интернет, вторжение в личную жизнь со стороны правительства, вторжение в личную жизнь со стороны частных компаний, и далее такие проблемы, как, например, потеря личных контактов между людьми и накопление персональных данных в компьютерных базах доступных государству и частным лицам. Очень опасна тенденция сбора персональных данных о людях и фирмах, который проводят некоторые компании, опрашивая и анкетируя в сетях детей, завлекая их различного рода псевдоиграми, викторинами, призами. Привлеченный возможностью получить игрушку или другой приз, ребенок заполняет анкету, сообщая самые различные данные о своей семье, работе отца, брата и т. д... Сформированные на основе таких анкет базы данных могут затем свободно продаваться, и их конфиденциальность естественно не обеспечивается. В компьютерных сетях мы тоже идем по тому же пути, и Россию ждут те же проблемы (и даже гораздо худшие - так как изобретательность русского человека вообще непредсказуема). Молодежь увлекается работой в Интернет. Нынешнее поколение выросло вместе с информационными технологиями и очень легко адаптируется к ним. Молодежь же с 6-12 лет легко обращается с компьютером, начиная с компьютерных игр, постепенно переходят к серьезной работе в сети. В России отсутствует какая-либо система обучения молодежи объясняющая им возможные последствия от вторжения в их личную жизнь. Часто молодые люди, общаясь в сети, рассказывают о себе и семье очень много - адрес, телефон, привычки, увлечения и т. д.. Известно множество случаев, когда подобные сведения использовались в криминальных и около криминальных целях. Молодые люди доверяют сети, в том числе, и свои секреты, которыми они вряд ли бы поделились с родителями. В целях личной безопасности абонентов компьютерных сетей, необходимо организовать обучение детей и их родителей безопасной работе в сети. И те, и другие должны понимать, что сеть не такая простая вещь и общаться в ней нужно осторожно.

Электронная почта очень быстрый, удобный и современный вид передачи информации. Объем передаваемых по ней сообщений сегодня очень велик. Но и объем «мусора» в ней постоянно возрастает. Присылают множество писем с предложением каких-то вещей, приборов и много всего прочего, даже если ваш адрес в e-mail известен очень ограниченному кругу лиц. Не важно, где человек работает с электронной почтой - дома или на работе в корпоративной системе - конфиденциальность переписки в сети все равно не обеспечивается. Пароли вскрываются, почта может перехватываться, а архивы хранятся достаточно безалаберно, ваш корреспондент неизвестен и может обойтись с полученной почтой по своему усмотрению и т. д. Основным источником вторжения в личную жизнь сегодня стала электронная почта и с этим нельзя не согласиться.
И все же на компьютерную сеть следует смотреть с оптимизмом - это, прежде всего, огромный источник информации по любому вопросу.

Сетевые технологии имеют от ношение не только к личной и общественной безопасности в гуманитарном смысле, но и к финансовой безопасности. Сегодня понятие безопасности личности и безопасности государства сливаются. В информационном обществе они едины. Потеря информации человеком влечет за собой ущерб для организации, в которой он работает, потери же организации влекут за собой ущерб для государства. Вопрос стоит о единой информационной безопасности. Безопасность отдельного человека и отдельной организации и есть безопасность государства. Существующие сегодня системы перехвата информации позволяют перехватывать телефонные разговоры, в том числе и по сотовым телефонам, сетевые сообщения в глобальных сетях и т. д. В России пользуются западными системами связи и соответствующими им механизмами защиты. Это позволяет Западу отслеживать финансовые операции по всему миру.

Между тем, оригинальные российские разработки могут дать лучшие результаты по защите информации. Вероятно, отечественные финансисты, только пострадав от западных технологий, начнут понимать, что мы должны защищать их оригинальными надежными отечественными средствами. Россия должна решать свои проблемы сама не доверяя свой «карман» Западу. Запад способен разорить еще не одного российского олигарха, а тот, в свою очередь, ряд отечественных компаний, что повлечет ущерб для множества людей и конечно никто в России в этом не заинтересован. Существуют и оригинальные российские технологии криптографической почты, позволяющие обеспечить безопасность переписки. Подобные технологии востребованы даже на мировом рынке. Фирма Samsung, например, активно использовала российские технологии, в частности, криптографическую почту - универсальный почтовый клиент с возможностями индивидуальной и групповой работы, которым можно по праву гордиться (программа обладает огромным потенциалом и универсальностью).

Информационная война будет продолжаться вечно, а в 21 веке ожидается дальнейшее обострение конкурентной борьбы. Обсуждение проблем информационной безопасности должно вестись на общедоступном и понятном всем уровне, а это дело прессы, и специалистов в этой области. Возвращаясь же к вопросам безопасности, следует отметить, что угроза тотального информационного контроля далеко не «страшилка», а реальная опасность, требующая противодействия. В России накоплен достаточный интеллектуальный потенциал, позволяющий разработать все аспекты ответственности, правил и этики работа с информацией.

Личная безопасность вполне может вступать в противоречие с безопасностью государства. Все ограничения на криптографические средства, характерные для США, обусловлены тем, что впервые государство попало в ситуацию, когда оно стало таким же «участником игры», как и отдельная личность. Если раньше криптография была чисто государственным делом из-за технических сложностей, то теперь она доступна всем. Понятно желание государства вернуть утраченную монополию. Отсюда и введение ограничений на распространение криптографических систем. В этом смысле путь, пройденный США, уготовлен и для России.

В нашей стране в стандартных курсах обучения компьютерной грамотности отсутствует четко обозначенные темы безопасности работы в сети, беспочвенная вера пользователей в парольную защиту и слабая подготовка системных администраторов известнейших компаний, делает их серверы практически открытыми для вмешательства в их работу. Во многих, особенно небольших компаниях, системный администратор - не более чем «продвинутый» пользователь, своим умом дошедший до администрирования на простейшем уровне. Имеется множество примеров «святой простоты» системных администраторов даже крупных финансовых компаний.

Фирма Microsoft серьезно занялась проблемами Интернет, и она оценила значение проблемы защиты пользователя, разработав оригинальную систему электронных подписей которая гораздо удобнее других систем защиты. Считается, что электронную подпись невозможно подделать, хотя наверняка предприимчивые компьютерные взломщики уже засели за решение этой задачи.

Таким образом желательно воспринимать возможности Интернет взвешенно и видеть не только прекрасные предоставляемые им возможности доступа и обмена информацией в мировом масштабе, способствующие накоплению знаний, но и понимать, что этими возможностями могут воспользоваться во вред всему человечеству, предприятию или отдельной конкретной личности. Но все же концепция Интернет давно уже воспринимается как идея всемирной информационной магистрали, которая гарантирует быстрый доступ каждого из нас к любому существующему информационному ресурсу. Сегодняшнее развитие Интернет уже не контролируется никем. Всемирная сеть как явление развивается самостоятельно и способна взять все самое лучшее от других средств массовой информации.

Виды компьютерных сетей

Компьютерной сетью называется объединение двух и более компьютеров посред­ством каналов передачи данных. Таким образом, назначение любой сети - совме­ стное использование аппаратных и программных ресурсов, доступ к информаци­ онным ресурсам. Компьютерные сети занимают все более важное место в жизни человечества. Сети могут объединять информационные ресурсы, как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, иногда даже расположенные в разных странах. Это и определяет спо­ соб соединения компьютеров между собой и, соответственно, вид сети.

По характеру использования в сети компьютеры разделяются на серверы и рабо­ чие станции .

Сервер - специально выделенный компьютер, который предназначен для разде­ ления файлов, удаленного запуска приложений, обработки запросов на получе­ ние информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устрой­ ствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков.

Рабочая станция (или клиент) - персональный компьютер, пользующийся услу­ гами, предоставляемыми серверами.

Существуют два основных подхода (рис. 1) к взаимодействию компьютеров в сети.

Первый подход: перенос основной части вычислений и обработки информации на сервер; клиент отвечает только за небольшую часть работы, не требующую больших ресурсов. Этот подход является основой централизованной обработки информации.

Второй подход: основная часть обработки информации производится на рабочих станциях, а сервер выступает как хранилище информации. Этот подход являет­ся основой децентрализованной (распределенной) обработки информации.

Рис. 1. Варианты построения сети

Существуют два основных вида компьютерных сетей (рис. 2): локальные и глобальные.

Рис. 2. Виды сетей

Локальная сеть - соединенные между собой компьютеры, расположенные на не­ больших расстояниях друг от друга.

Как правило, локальная сеть связывает компьютеры, расположенные в пределах одного здания, на расстояниях порядка 50-100 метров; 90% информации, цир­ кулирующей в такой сети, - это информация местной организации. Например, в офисе, расположенном в одном здании, работники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Спе­ циальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая для них наиболее подходящее для всех время; начальник может прове­ рять, выполнены ли его поручения, которые были разосланы по сети и т. д.

В состав локальной сети могут входить не только компьютеры, но и принтеры, и другие внешние устройства общего пользования. Для организации локальной сети используются различные типы кабелей.

По способу связи компьютеров в локальной сети различают одноранговые сети и сети с выделенным, сервером . В одноранговых сетях (рис. 3) используется техно­логия «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы любого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может вы­ ступать и как сервер, и как клиент. Это накладывает определенные ограничения на состав и производительность таких сетей, которые заключаются в следующем:

количество компьютеров должно быть в пределах 10-30, в зависимости от интенсивности потоков сообщений в сети;

не принято использовать персональные компьютеры как серверы приложений", а только как файл-серверы или как машины для подключения к принтерам;

работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользу­ ются другие компьютеры сети.

Сети с выделенным сервером (рис. 4) в этом смысле гораздо стабильнее и про­ изводительнее.

Рис. 3. Одноранговая локальная сеть

Если компьютеры расположены на удаленном расстоянии друг от друга, то для передачи данных используются другие каналы связи: телефонные линии, спутнико­ вая связь, оптоволоконные линии. Такие каналы связи могут соединить компьюте­ ры, расположенные как в соседних домах, так и на разных материках. Расстояние здесь - не помеха. Сети, обеспечивающие удаленное соединение компьютеров и локальных сетей, называются глобальными.

Рис. 4. Локальная сеть с выделенным сервером

Прообразом глобальных сетей исторически стали региональные сети, которые обеспечивали связь компьютеров в пределах одного региона.

Широко известным примером глобальной сети является Internet - всемирная компьютерная сеть: совокупность технических средств, программного обеспече­ ния, стандартов и договоренностей, позволяющих поддерживать связь между различными компьютерными сетями в мире.

В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны еди­ные правила, которые называются технологией Internet . Эти правила устанавли­ вают единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной, единые правила передачи данных , единую систему идентификации компьютера в сети (присвоения ему сетевого адреса ). При создании этой тех­ нологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было со­ здание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достиже­ния этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.

Децентрализация обработки информации достигается наличием огромного чис­ ла серверов, расположенных в различных частях света, и разнообразием путей доступа к этим серверам. Это значит, что при неисправности некоторого узла (компьютера-сервера) сети функционирование всех остальных компьютеров со­ храняется за счет других, исправных серверов. Данные, организованные в паке­ ты, перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникнове­ нии аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно неважно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.

Глобальная сеть - объединение компьютеров, расположенных на удаленном рас­ стоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.

Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно бы­ стро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демон­ стрирует самая популярная сеть - Internet .

Изменяются и локальные сети. Наряду с пассивным кабелем, соединяющим компьютеры, появилось коммуникационное оборудование (коммутаторы) и про­ граммное обеспечение (маршрутизаторы, шлюзы). Благодаря этому появилась возможность создания больших корпоративных сетей, которые насчитывают тысячи компьютеров и имеют сложную структуру.

Вспомним, как заказывают железнодорожные билеты. По запросу любого касси­ ра-оператора на его монитор выводится информация о наличии свободных мест, стоимости проездных билетов и т. п. По указанию пассажира кассир через сеть вводит в центральный компьютер запрос на приобретение билета и оформляет продажу билета. Оплаченное место после покупки изымается из дальнейшей продажи. Это - пример централизованной обработки информации в сети. Про­ дажа билетов на одни и те же маршруты может вестись из множества городов. Такую сеть уже нельзя назвать локальной. Она служит для обработки информа­ции одной фирмы или объединения фирм и потому называется корпоративной (от слова корпорация - объединение).

Корпоративная сеть - объединение локальных сетей в пределах одной корпора­ ции для решения общих задач.

Корпоративные сети могут связывать в пределах одной корпорации филиалы, территориально удаленные друг от друга. Для корпоративных сетей характерно сочетание централизованной обработки информации с использованием удален­ ного соединения компьютеров. Информация может изменяться работниками, имеющими доступ к ней. Описанные выше сети могут иметь выход в другие вне­ шние сети, например, для того, чтобы получить информацию из удаленных баз данных глобального значения, или переслать сообщения по электронной почте в другую сеть, отправить факс.

В настоящее время для связи компьютеров в корпоративных сетях разработана новая технология - Internet . Intranet использует опыт работы в распределенной среде и построена на технологии «клиент-сервер» с централизованной обработ­ кой информации.

Технология Intranet имеет следующие преимущества:

облегченное централизованное управление сервером и клиентскими рабочи­ ми местами;

распределенная корпоративная информационная система, которая использу­ ет протоколы и технологию Internet ;

сервер не обязательно является фиксированной машиной; им может быть любой компьютер корпорации, а также любой сервер Internet ;

Intranet предоставляет возможность объединения разнородных программных решений;

Intranet использует открытые стандарты.

Таким образом, технология Intranet гибко сочетает возможности централизован­ной и распределенной обработки информации, и позволяет достичь наибольшей эффективности работы.

Аппаратное обеспечение компьютерных сетей

Основная цель создания любой компьютерной сети (локальной или глобальной) состоит в обеспечении обмена информацией между ее объектами (серверами и клиентами). Очевидно, что для этого необходимо осуществить связь компьюте­ров между собой. Поэтому обязательными компонентами любой сети являются всевозможные каналы связи (проводные и беспроводные), для которых исполь­зуют различные физические среды. В соответствии с этим различают такие ка­ налы связи как электрический кабель, телефонные и оптоволоконные линии, радиосвязь, космическая связь.

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать ком­пьютерные сигналы в сигналы физических сред, то есть сделать возможным их передачу по электрическим, оптическим, телефонным путям. Для этого исполь­ зуют сетевые адаптеры.

Сетевые адаптеры (сетевые карты) - технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.

Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида ка­ нала связи нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адапте­ром другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без которых невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, любой сетевой компьютер отбирает из нее лишь ту, которая предназначена для него. Определяется она в соответствии с адресом компьютера.

Для связи удаленных компьютеров широко используются телефонные линии. Для передачи информации по телефонной линии в компьютере должно быть ус­ тановлено специальное устройство - модем . Информацию, хранящуюся на ком­пьютере в двоичном цифровом коде, модем преобразует (модулирует) в аналого­ вые сигналы, которые могут передаваться по телефонной линии. На другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируют ся) из аналоговых сигналов в цифровые сигналы компьютера.

Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, после ее получения была понята другим компьютером, было необходимо разработать единые прави­ ла передачи данных в сети, называемых протоколами . При их разработке учиты­ вались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.

Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодействующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьютерами была установлена, необходимо задать их адреса. Правила образования адресов компьютеров в гло­бальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то, что компь­ ютеры в сети могут быть разнородными и использовать различные операцион­ ные системы.

Понятие Internet обычно связывают с двумя важнейшими особенностями этой гиперсети:

пакетным способом передачи информации;

использованием международного протокола TCP/IP, который обеспечивает передачу информации между сетями различных типов.

Согласно протоколу TCP , отправляемые данные делятся на пакеты , каждый па­ кет маркируется таким образом, чтобы в нем была информация, необходимая для правильной сборки документа на компьютере получателя. Протокол TCP также отвечает за надежность передачи больших объемов информации, обрабатывает и устраняет сбои в работе сети.

Протокол IP обеспечивает маршрутизацию (доставку по адресу) сетевых паке­ тов. Суть этого протокола состоит в том, что у каждого участника сети должен быть свой уникальный адрес, называемый IP -адресом. Структура IP -адреса тако­ ва, что каждый компьютер, через который проходит TCP -пакет, может определить, кому этот пакет необходимо переслать. При пересылке пакета учитывается не географическая близость, а условия связи и пропускная способность линии.

Протоколы TCP и IP тесно взаимосвязаны, и их часто объединяют, говоря, что в Internet базовым является протокол TCP/IP.

Программное обеспечение компьютерных сетей

Для обеспечения работы сети необходимо не только наличие аппаратных средств, но и соответствующее программное обеспечение.

К сетевым программным средствам относится, прежде всего, операционная сис­тема, обеспечивающая конфигурирование и настройку сети. Современные вер­сии операционной системы Windows позволяют настроить работу, как в локаль­ ной, так и в глобальной сети.

Существуют также программные средства, которые выставляют сетевые адреса компьютеров. Возникло большое количество специальных сетевых системных оболочек. Эти надстройки дают возможность определить адреса компьютеров, заказать нужное количество пользователей сети, если сеть ограничена по коли­ честву клиентов, сделать доступными каталоги или аппаратные ресурсы компь­ ютерам-клиентам в сети, назначив им определенные права, и т. д. Программы дают возможность защищать информацию. Можно делать одни каталоги доступ­ ными только для чтения, другие - для чтения и записи информации, а часть во­ обще недоступной, скрытой. В последнем случае пользователям видна лишь часть информации сервера. Сетевые программы дают возможность назначать для раз­ных пользователей разные права доступа. Эта необходимая мера приводит к со­ хранности информации и к соблюдению ее конфиденциальности.

На компьютерах, пользователи которых хотят получить доступ к ресурсам дру­ гих компьютеров, необходимо добавить к операционной системе некоторые

специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их на нужный компьютер. Такие моду­ ли называют обычно программными клиентами. Собственно же адаптеры и кана­ лы связи передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресур­ сов выполняют клиентские и серверные части операционных систем.

Программа, запрашивающая определенные информационные услуги, называет­ ся клиентом, а программа, отвечающая на этот запрос, - сервером. Пара программ­ ных модулей клиент-сервер обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная си­ стема поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей: файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленно­ го доступа и другие.

Существует большое разнообразие клиентских почтовых программ. К ним отно­сятся, например, Microsoft Outlook Express , входящая в состав операционной сис­ темы Windows 98 как стандартная. Более мощная программа, интегрирующая в себе, кроме поддержки электронной почты, другие средства делопроизводства - Microsoft Outlook . Определенной популярностью пользуются программы The Bat и Eudora Pro .

Для того чтобы пересылать информацию по электронной почте, пользователь должен иметь свой электронный адрес. Адреса электронной почты имеют одина­ ковую структуру:

Имя_пользователя@ДоменЗ.Домен2.Домен1

В этой записи, как и в обычном почтовом адресе, есть две части: кому и куда, раз­ деленные знаком «@». Правая часть однозначно определяет имя почтового сер­вера, а вместе с левой - почтовый ящик пользователя. Понятно, что этот адрес должен быть уникальным.

Домен ( domain ) - область, разделяющая компьютеры по территориальному или тематическому признаку. Существуют домены нескольких уровней. Домен выс­ шего уровня в электронном адресе указывается справа. Например, ru - домен России, ua - Украины, са - Канады; com - коммерческие организации, org - го­ сударственные, edu - образовательные. Система доменов имеет иерархическую структуру, поэтому домены следующих уровней указываются в адресе по степе­ ни вложенности справа налево и разделяются точкой. Обычно домен второго уровня означает имя организации или города. Так, например, домен второго уров­ ня spb означает Санкт-Петербург, microsoft - компанию Microsoft .

Сегодня сеть Internet используется в различных областях: в науке, технике, об­ разовании, экономике. Первое, с чем сталкивается пользователь сети Internet , - это огромное количество информации. Большинство документов, доступных на серверах сети Internet , имеют гипертекстовый формат.

Гипертекст - это документ, содержащий ссылки на другие документы, органи­ зованные по определенным правилам.

Службу Internet , управляющую передачей таких документов, называют World Wide Web ( WWW ) - «всемирная паутина». Этим же термином или средой www называют совокупность документов, между которыми существуют гипертекстовые связи.

Для просмотра Web -страниц используются специальные программы, которые называются браузерами, обозревателями или навигаторами. Самыми распрост­ раненными навигаторам являются Internet Explorer фирмы Microsoft и Netscape Navigator фирмы Netscape .

Адреса Web -документов имеют одинаковую структуру, например:

http :// dogovor . desk . ru

http :// www . piter . com

http :// officeupdate . microsoft . com

Для обмена файлами в одноранговой локальной сети необходимо, чтобы на каж­ дом компьютере был обеспечен общий доступ к некоторым папкам. Для пересыл­ ки файлов в папки общего доступа используется программа Сетевое окружение.

Кто такой администратор сети?

Вопросами, связанными с организацией локальной или корпоративной сети, ее настройкой и управлением занимаются специально подготовленные люди - адми­нистраторы сети или сетевые администраторы. Они устанавливают оборудова­ ние, настраивают программное обеспечение, определяют права доступа каждого пользователя к сети. Обыкновенному пользователю не обязательно вникать в пре­ мудрости устройства сети. Каждый должен заниматься своим делом. Поэтому ря­ довой пользователь, чтобы пользоваться услугами сети, должен знать лишь тип сети, в которой он работает, свой сетевой адрес и программное обеспечение, обеспе­ чивающее доступ к другим компьютерам и к Internet , а также свои права доступа

В статьях о компьютерных сетях и современных телекоммуникационных технологиях представлены беспроводные компьютерные сети, Интернет коммуникации, Web коммуникации и телекоммуникационные технологии IoT/WoT. К Internet коммуникациям относятся: системы обмена сообщениями; on-line video; VoIP. К системам обмена сообщениями относятся службы, функционирующие в режиме off-line: E-mail, рассылка SMS и службы мгновенных сообщений: IRC, чаты, IM, PTT и так далее в режиме on-line.

Наиболее перспективными направлениями Интернет-коммуникаций являются Web - коммуникации в режиме реального времени. К Web - коммуникации относятся: p2p видеочаты на базе WebRTC; SIP-софтфоны в web интерфейсе на основе WebRTC, SIPML5, webrtc2sip; файлообменная платформа на основе API WebRTC Data Channel API; видеоконференции на основе HTML5 и API WebRTC и др. Одним из современных решений в сфере веб-коммуникаций являются технологии WebRTC, HTML5 с JavaScript и CSS3, платформа Node.JS, а также протокол WebSocket.

Браузеры, поддерживающие WebRTC, WebSocket и SIPML5 является единым средством (интерфейсом) для всех пользовательских устройств (ПК, смартфонов, iPad, IP-телефонов, мобильных телефонов и т.д.), которые обеспечивают Web-коммуникации в реальном времени.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ ИНТЕРНЕТА ПО СОВРЕМЕННЫМ ОБЪЕДИНЕННЫМ КОМПЬЮТЕРНЫМ СЕТЯМ

Щербакова Светлана Михайловна 1 , Крупина Татьяна Александровна 1
1 Московский педагогический государственный университет, магистрант кафедры прикладной математики и ИТ

Аннотация
Данная статья написана по результатам магистерского исследования. Она посвящена обзору основных понятий современных компьютерных сетей. Так, глобальные сети сегодня объединяют интранет и экстранет.

BASIC CONCEPTS FOR INTERNET USERS ON CONTEMPORARY UNITED COMPUTER NETWORKS

Shcherbakova Svetlana Mikhailovna 1 , Krupina Tatiana Aleksandrovna 1
1 Moscow State Pedagogical University, Graduate of the Department of Applied Mathematics and IT

Abstract
This article is written as a result of master"s studies. It provides an overview of the basic concepts of modern computer networks. Thus, the global network now bring together intranets and extranets.

Библиографическая ссылка на статью:
Щербакова С.М., Крупина Т.А. Основные понятия для пользователей интернета по современным объединенным компьютерным сетям // Современная техника и технологии. 2016. № 10 [Электронный ресурс]..02.2019).

В связи с ежегодным увеличением услуг оказываемых населению через компьютеры и глобальную компьютерную сеть Интернет (для работы, обучения, отдыха) все чаще возникает необходимость общения специалистов в области сетей с обычными пользователями, причем с использованием некоторых сетевых терминов. Поэтому, пришла пора определенного ликбеза по компьютерным сетям для обычных более или менее активных пользователей сети Интернет.

Компьютерная сеть представляет собой взаимосвязанную группу компьютеров в одной комнате или на различных континентах, осуществляющую обмен информацией по специальным проводным или беспроводным каналам связи. По масштабу компьютерные сети могут быть классифицированы так: персональные, локальные, корпоративные, городские и глобальные.

Сетевые администраторы, в отличии от пользователя, имеют доступ для настройки сети, устранения проблем, связанные с достижением желаемого уровня работоспособности и производительности.

По способу подключения компьютеров и других сетевых устройств компьютерные сети могут быть классифицированы в соответствии с реализованной при создании сетей аппаратной технологией, которая используется для подключения отдельных сетевых устройств, например, опто-волоконные, на основе витой пары (Ethernet), беспроводные (Wireless LAN), на основе телефонных линий. Кроме компьютеров в сети присутствует такие сетевые устройства, как: концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и шлюзы. Беспроводная технология Wireless LAN для подключения устройств в сети используют радиочастоты.

По функциональной связи между компьютерами, сети могут быть классифицированы как клиент-серверные (где имеется выделенный главный компьютер и подчиненные) и одноранговая (все компьютеры по рангу одинаковы). По топологии компьютерные сети могут быть классифицированы в соответствии с логическим соединением всех сетевых устройств, например, шина, звезда, кольцо, дерево, иерархические топологии и т.д. Топология сети означает способ, в котором интеллектуальные устройства в сети видят логические связи друг с другом. То есть, сетевая топология не зависит от “физического” расположения сети. Даже если сетевые компьютеры физически находятся в линейном расположении, если они соединены через концентратор, сеть имеет топологию звезды, а не топологию шины. В связи с этим логическая топология сети не обязательно совпадает с физическим размещением.

Правила для передачи информации между компьютерами в сети называют протоколом. Часто используемые протоколы это TCP и IP.

Рассмотрим основные виды сетей. Персональная сеть (PAN) представляет собой компьютерную сеть, между компьютерами и устройствами принадлежащих одному человеку. Некоторые примеры устройств, которые могут быть использованы в персональной сети: принтеры, факсы, телефоны, карманные компьютеры или сканеры. PAN обычно находится дома в пределах приблизительно 5-12 метров.

Локальная сеть (LAN) охватывает небольшую территорию, это может быть отдельное помещение, дом, офис или бизнес-центр. Современные локальные сети основаны на технологии Ethernet. Определяющие характеристики локальных сетей, в отличие от глобальных, это их более высокие скорости передачи данных, меньшие размеры, а также отсутствие необходимости в аренде линий связи. Ethernet или другие технологии IEEE 802.3 локальной сети работают на скоростях до 10 Гбит / с. Это скорость передачи данных. Однако IEEE имеет также стандарты до 100 Гбит / с.

Глобальная сеть (WAN) представляет собой сеть передачи данных, которая охватывает сравнительно широкую географическую область (т.е. целые города и страны), и часто использует для передачи данных линии связи от телефонных компаний. Технологии WAN обычно действуют на трех нижних уровнях эталонной модели OSI: физический уровень, канальный уровень и сетевой уровень.

Глобальная сеть (GAN). Технические характеристики глобальной сети (GAN) находятся в стадии разработки несколькими группами, и не существует единого определения. В целом, GAN представляет собой модель для поддержки мобильной связи по произвольным числом беспроводных локальных сетей, зон покрытия спутников и т.д. Основной задачей в области мобильной связи является “переключение” пользовательских сообщений из одной локальной зоны в другую.

Две или более сетей или сегментов сети, подключенные с помощью устройств, которые работают на уровне 3 (слой ‘сеть’) от OSI базовой эталонной модели, такие как маршрутизатор. Любая взаимосвязь между государственными, частными, коммерческими, промышленными или правительственными сетями может быть названо, как объединенная сеть.

В современной практике взаимосвязанных сетей есть, по крайней мере, три варианта сетей, в зависимости от того, кто управляет, и кто участвует в них. Это: 1. Интранет 2.Экстранет 3. Интернет. Интранет и экстранет, как могут, так и не могут иметь подключение к Интернету. При подключении к сети Интернет, интранет или экстранет, как правило, защищены от несанкционированного доступа из Интернета без специального разрешения. Интернет не считается частью интранет или экстранет, хотя он может служить в качестве портала для доступа к частям экстранет.

Интранет представляет собой набор взаимосвязанных сетей, с использованием Интернет – протокола и использует инструменты, такие как Веб-браузеры и FTP-инструменты, которые находятся под контролем администратора. Администратор закрывает и открывает интранет от остальной части мира, и дает доступ только определенным пользователям. Чаще всего, интранет является внутренней сетью компании или другого предприятия. Большой интранет, как правило, имеет свой ​​собственный веб – сервер, чтобы предоставить пользователям больше информации.

Экстранет – это сеть, которая ограничена в рамках одной организации или юридического лица, но также имеет ограниченные связи с сетями одного или более доверенных организаций или юридическими лицами (например, клиентам компании может быть предоставлен доступ, к некоторой части своей сети интранет, создавая, таким образом, экстранет, в то же время клиенты не могут считаться «своими людьми» с точки зрения безопасности). С технической точки зрения экстранет также может быть классифицирован как корпаративный тип сети, хотя, по определению, экстранет не может состоять из одной локальной сети; она должна иметь по крайней мере, одно соединение с внешней сетью.

Интернет состоит из взаимосвязи по всему миру правительственных, научных, общественных и частных сетей. Участники в Интернете, или их поставщики услуг, используют IP-адреса, полученные из адресных регистраторов.

Библиографический список

1. Олифер В. Г., Олифер Н. А. Компьютерные сети. Учебник для вузов. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2010. – 944с.
2. Abdulgalimov G.L. Progress of information society in Russia and deficit of staff potential. Life Science Journal. 2014. Т. 11. № 8. С. 494-496.
3. Абдулгалимов Г.Л., Якушева Н.М. Современные компьютерные сети . Уч. пособие. – М.: МГГУ им. М. А. Шолохова, 2011. -120с.
4. ФГОС 222000 Инноватика (квалификация (степень) «магистр»). Сайт Минобрнауки России http://минобрнауки.рф/документы/926 . Дата доступа 3.10.2016.
5. Абдулгалимов Г.Л. Проблемы и решения внедрения ФГОС. Педагогика. 2013. № 10. С. 57-61.
6. Абдулгалимов Г.Л. Информационные технологии для учителя предметника . Уч. пособие. -М.: МГГУ им. М. А. Шолохова, 2008. -244с.
7. Таненбаум Э., Уэзеролл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. -СПб.: Питер, 2012. – 960 с.