17

Локальные и глобальные сети эвм

1. Основные факторы, стимулирующие возникновение компьютерных сетей

Повышение мощности ВТ и общее развитие информатики явились основными факторами, стимулирующими возникновение компьютерных сетей. Переход в микроэлектронике на сверх малые размеры, создание быстродействующих компьютеров с ограниченной (малой) дисковой памятью, появление научно-исследовательских проектов, требующих больших вычислительных ресурсов, – все это причины возникновения компьютерных сетей.

2. Цели создания сетей

Цель создания сетей заключается в обеспечении обмена данными между машинами, входящими в сеть, поэтому первоначально подобные сети в США связывали научные центры – университеты. Америке принадлежит первенство в использовании компьютерных сетей для военных целей. В условиях холодной войны требовалось выработать систему, моментально реагирующую при нанесении вражеского ядерного удара и поддерживающую существование сети после него. Принцип – один компьютер уничтожен, другие не перестают работать. Это хорошо известный факт работы Internetсейчас.

Появление сетей произвело техническую революцию, так как было произведено объединение технологии сбора, хранения, обработки и передачи информации на ЭВМ с техникой связи.

3. История

50-е годы – создание первых компьютерных систем с раздвоенными ресурсами. Ранние эксперименты имели лабораторный характер.

Решение о создании первой глобальной сети национального масштаба было принято в 1958 году в США. Оно стало реакцией на запуск в СССР первого искусственного спутника Земли. В ответ на это Пентагон создал глобальную систему раннего оповещения о пусках ракет. Основными недостатками этой системы являлось то, что при выходе из строя какого-либо узла сети, выходил из строя весь сектор, находившийся за ним, а при выходе из строя центра управления, выходила из строя вся сеть. Решение этой проблемы было поручено Управлению перспективных разработок Министерства обороны США. В ходе научных исследований была создана первая национальная компьютерная сеть ARPANET (1969), объединявшая 50 университетов и фирм, которая в дальнейшем стала основой создания сети Интернет. Эта компьютерная сеть была испытательной для исследования выживания сети в случае военного нападения. Сеть была распределена на большой территории, при выходе из строя некоторых компьютеров другие продолжали функционировать.

В СССР в 60-х годах была создана сеть Академии наук в Ленинграде.

Второй датой рождения сети Интернет принято считать 1983 год. В этом году была, наконец, решена проблема устойчивости глобальной сети путем изобретения и внедрения нового протокола TCP/IP, используемого по нынешний день.

Затем Национальный научный фонд США выступил с идеей применения сети для рассылки научной информации по всему миру, особенно среди крупных университетов и исследовательских центров. С тех пор Интернет продолжала расти без всякого руководства и планирования.

4. Понятие «компьютерная сеть». Типы сетей: локальные и глобальные. Понятие протокола

Компьютерная сеть – это способ электронного взаимодействия двух и более компьютеров и с целью приема и передачи информации (информационный обмен). Ее назначение – обеспечение совместного доступа к общим ресурсам: аппаратным, программным и информационным.

Протокол – набор правил (специальные стандарты), используемых при передаче информации, и обеспечивающих совместимость при взаимодействии аппаратного и программного обеспечения разных типов. В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети делятся налокальные и глобальные.

Модем – это устройство для передачи данных по телефонной линии, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые (МОдулятор – ДЕМодулятор). Главная характеристика модема – скорость передачи данных.

Несколько компьютеров, сосредоточенных на небольшом пространстве (комната, помещение, здание, группа зданий), или выполняющих однотипную работу, подключают друг к другу и называют локальной компьютерной сетью (ЛВС/ LAN - Local Area Network). Компьютеры локальной сети используют единый комплект протоколов для всех участников. Появление локальных сетей позволило значительно повысить эффективность применения ВТ за счет более рационального использования программных, аппаратных и информационных ресурсов, значительного улучшения эксплуатационных характеристик и создания максимальных удобств для работы пользователей. Компьютер, имеющий доступ к совместно используемым ресурсам, называетсяклиентом. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной сети, называетсясистемным администратором.

Рабочая группа– это несколько компьютеров, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, в число которых включен выделенныйсервер (host-компьютер) – достаточно мощный компьютер, на котором располагаются все совместно используемые ресурсы и специальное программное обеспечение для управления доступом ко всей сети.

Локальные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые(одноуровневые) сети ииерархические(многоуровневые).Одноранговая ЛС- "безсерверная" организация построения сети. Термин "одноранговая" означает, что все компьютеры, объединенные в сеть, имеют в ней одинаковые права. Каждый пользователь одноранговой сети может определить состав файлов, которые он предоставляет для общего использования. Таким образом, пользователи одноранговой сети могут работать как со всеми своими файлами, так и с файлами, предоставляемыми другими ее пользователями. Создание одноранговой сети обеспечивает также совместную эксплуатацию периферийных устройств. Серверные функции при этом распределены по сети.

ЛС с выделенным сервером (иерархические) – означает, что специально выделенный самый мощный компьютер (сервер) в сети берет на себя основные функции по ее обслуживанию: управляет созданием, поддержкой и использованием общих информационных ресурсов, включая доступ к ее базам данных и отдельным файлам, а также их защиту и аудит. К нему же присоединяются основные периферийные устройства: модем, принтер. Т.е. серверные функции не рассредоточены по сети, а централизованы.

Глобальная сеть (Internet/ Wan - Wide Area Network) - сеть компьютеров, удаленных на значительные расстояния. Они могут объединять несколько локальных сетей, использующих разные протоколы. Интернет – это Всемирная компьютерная сеть, единое информационное поле, состоящее из миллионов взаимосвязанных компьютеров. «Интернет» переводится на русский как «между сетей».

5. Топология сети

Способ соединения компьютеров называется топологиейсети. Базовые топологии - «шина», «звезда», «кольцо».

Вшинной(линейной) топологии все компьютеры подключены к одному общему кабелю, называемому шиной или магистралью. Это соединение, в принципе, аналогично соединению устройств внутри компьютера. 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.

«Звезда» - все компьютеры подсоединены к центральной более мощной машине. Она играет ведущую роль в сети, через нее идут все информационные потоки. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности («звезда» более устойчива, чем «шина»).

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.

Все рассмотренные структуры – иерархические. Однако, благодаря использованию мостов, специальных устройств, объединяющих локальные сети с разной структурой, из вышеперечисленных типов структур могут быть построены сети со сложной иерархической структурой.

Каждая из топологий имеет свои преимущества и недостатки, поэтому способ соединения компьютеров в проектируемой сети должен тщательно прорабатываться.

6. Протокол TCP / IP. Адресация в Интернете

Протокол – набор правил, используемых при передаче информации, и обеспечивающих совместимость при взаимодействии аппаратного и программного обеспечения разных типов.

Основным «продуктом», который вы можете найти в Internet, является информация. Эта информация собрана в файлы, которые хранятся на серверах, и она может быть представлена в различных форматах. Формат данных зависит от того, каким сетевым сервисом вы воспользовались, и какие возможности по отображению информации есть на ПК. Компьютер, подключенный к Интернету, и использующий для связи с другими компьютерами сети специальный протоколTCP/IP, называетсяхостом.

В техническом понимании TCP/IP – это не один, а два сетевых протокола.TCP– это протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. ПротоколIP– адресный. Он определяет, куда происходит передача данных.

Каждый компьютер в сети Интернет имеет свой уникальный адрес. Существует два типа адресов – адрес для компьютера и адрес для пользователя.

Адрес для компьютераназываетсяIP-адресом (назначается провайдером). Например, 195.38.46.11 (этот адрес выражается четырьмя байтами). Обычно пользователь свойIP-адрес не использует. НеудобствоIP-адреса состоит в его безликости, отсутствии смысловой характеристики, трудной запоминаемости. Поэтому 1984 году Полом Мокапетрисом была разработананадстройка над IP-адресацией, называемая системойDNS(domain name system, система доменных имен).DNS-имена назначаются провайдером и, например, имеет вид:

www.microsoft.com

Они символьные, а не числовые; они удобнее для запоминания и ориентации; они несут смысловую нагрузку. Доменные имена также уникальны, т.е. нет в мире двух одинаковых доменных имен. Доменные имена, в отличие от IP-адресов необязательны, они приобретаются дополнительно.

win.smtp.dol.ru.

Приведенное выше доменное имя состоит из четырех, разделенных точками, простых доменов (или просто доменов). Число простых доменов в полном доменном имени может быть произвольным. Каждый из простых доменов характеризует некоторое множество компьютеров. Домены в имени вложены друг в друга, так что любой домен (кроме последнего) представляет собой подмножество домена, следующего за ним справа. Так, в приведенном примере DNS-имени домены имеют следующий смысл:

ru– домены страны, в данном случае обозначает все домены в России;

dol– домен провайдера, в данном случае обозначает компьютеры, локальной сети российской фирмыDemos;

smtp– домен группы серверовDemos, обслуживающих систему электронной почты;

win– имя конкретного компьютера из группыsmtp.

Таким образом, по всей организации и внутренней структуре DNS-система напоминает полный путь к конкретному файлу в дереве каталогов и файлов. Одно из различий состоит в том, что домен более высокого уровня вDNS-имени находится правее. Так же, как иIP-адрес,DNS-имя должно однозначно идентифицировать компьютер в Интернет. Полное доменное имя должно заканчиваться точкой.

Домены первого уровняразделяются натематическиеигеографические.

Тематические домены 1-ого уровня

COM	Commercial (для коммерческих организаций)
NET	Networks (Интернет, телекоммуникационные сети)
ORG	Organizations (некоммерческие организации либо организации, не попадающие в другие категории)
INFO	Information (открытый для всех домен)
BIZ	Business Organizations (аналог com)
NAME	Personal (для частных лиц)
INT	International Organizations (международные организации)
EDU	Educational (образовательные проекты США)
MIL	US Dept of Defense (департамент безопасности США)
GOV	US Government (правительство США)
MUSEUM	Museums (музеи)
AERO	Air-transport industry (воздушно-транспортная индустрия)
COOP	Cooperatives (кооперативы)

Территориальные домены первого уровня, в отличие от тематических, всегда двухбуквенные. На январь 2007 года в мире насчитывалось 243 территориальных (национальных) доменных зоны, среди них:

AU - AUstralia (Австралия) BE - BElgium (Бельгия) BY - BelorussiYa (Белоруссия) CA - CAnada (Канада) CZ - CZech republic (Чехия) DE - DEutschland (Германия) EU - EUrope (Европейский союз) FI - FInland (Финляндия) FR - FRance (Франция) IL - IsraeL (Израиль) JP - JaPan (Япония)

KZ - KaZakhstan (Казахстан) NO - NOrway (Норвегия) PL - PoLand (Польша) RU - RUssian Federation (Россия) SU - Soviet Union (Советский Союз) TV - TuValu (Тувалу) UA - UkrainA (Украина) UK - United Kingdom (Англия) US - United States (США)

Исторически сложилось так, что Россия владеет двумя национальными доменами: .RUи .SU. Последний остался за РФ после развала Советского Союза. Впрочем, в настоящий момент ведется пересмотр территориальных доменов, и в ближайшем будущем Россия может лишиться зоны .SU.

Регистрация доменных имен второго уровня в зонах .RUи .SUпроизводится организацией RU-CENTER (http://www.nic.ru). Стоимость доменного имени в зоне .RU- $20+НДС в год, в зоне .SU- $100+НДС в год. При регистрации требуется юридическое оформление договорных отношений, которое занимает около месяца, с учетом пересылки документов в Москву и из Москвы.

Регистрация доменного имени второго уровня в тематических доменных зонах доступна для организации или частного лица независимо от географического положения. Стоимость владения доменным именем в такой зоне не превышает $35 в год. Юридического оформления владения не требуется, требуется только выбрать подходящее доменное имя из числа незанятых и перечислить деньги. Одна из организаций, осуществляющих регистрацию имен в этих доменных зонах – NetworkSolution(http://www.netsol.com).

7. Подключение к Интернет

Для работы в Интернете необходимо:

1) физически подключить компьютер к одному из узлов сети Интернет,

2) получить IP-адрес,

3) установить и настроить программное обеспечение.

Физическое подключение может выделенным и коммутируемым. Для выделенного соединения необходимо проложить новую или арендовать готовую физическую линию связи (кабельную, оптоволоконную, радиоканал, спутниковый канал и т.п.).Коммутируемое соединение является временным. Оно не требует специальной линии связи и может быть осуществлено по телефонной линии. Для выделенного подключения характерна более высокая скорость передачи данных, чем для коммутируемого соединения. Организации, предоставляющие возможность подключения к своему узлу и выделяющиеIP-адреса, называютсяпровайдерами.