logo
УчМатериалы-Информатика-20010-2011уч-года / Модуль-2 (Разделы-04-05) / Раздел-05 / Пособие-Раздела-05-2008 / Тема-05-07

5.7.1. Общие сведения о компьютерных сетях и основные определения

Компьютерная сеть – это множество компьютеров, связанных между собой средствами передачи данных. Компьютерные сети создаются для разделения ресурсов, разделения данных, разделения программных средств, разделения ресурсов процессора, применения многопользовательского режима.Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных компьютеров.Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с удаленных рабочих мест, нуждающихся в информации.Разделение программных средствпредоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.Разделение ресурсов процессора делаетвозможным использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что имеющиеся ресурсы используются не моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждому компьютеру сети.Многопользовательский режим системы содействует одновременному использованию централизованных прикладных программных средств.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по следующим признакам: территориальная распространенность, ведомственная принадлежность, скорость передачи информации, тип среды передачи, топология, организация взаимодействия компьютеров.

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными и региональными. Локальные – это сети, перекрывающие небольшую территорию. Региональные – расположенные на территории города или области.Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сетьInternet.

В классификации сетей существует два основных термина: LANиWAN.

LAN (Local Area Network) – локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. ТерминLANможет описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.

WAN (Wide Area Net-work) – глобальная сеть, покрывающая большие регионы, и, включающая как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

По ведомственной принадлежностиразличают ведомственные и государственные сети.Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.Государственные сети - сети, используемые в государственных структурах.

По скорости передачи информациикомпьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные: низкоскоростные (до 10 Мбит/с), среднескоростные (до 100 Мбит/с), высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).

По типу среды передачисети разделяются напроводные коаксиальные и витой паре, оптоволоконные,беспроводные с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

По топологии– способу соединения компьютеров в сети. Наиболее распространенные топологии сетей:линейные, кольцевые, древовидные, с общей шиной.

По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят наодноранговые и с выделенным сервером. Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называютсервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называютклиентомсети илирабочей станцией.

Серверв иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/с и более). Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы.

По технологии использования сервера можно выделитьтехнологию файл-сервера иархитектуру клиент-сервер. В первой модели используетсяфайловый сервер,на котором хранится большинство программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции. В системах с архитектуройклиент-сервер обмен данными осуществляется междуприложением-клиентом (front-end)иприложением-сервером (back-end).Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль над доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию. Использование больших по объему и сложных приложений привело к развитию многоуровневой, в первую очередь трехуровневой архитектуры с размещением данных на отдельном сервере базы данных. Все обращения к базе данных идут через сервер приложений, где они объединяются.

Для передачи информации по коммуникационным линиям данные преобразуются в цепочку следующих друг за другом битов. При передаче данных их разделяют на отдельные пакеты, передающиеся последовательно друг за другом. Пакет включает в себя: адрес отправителя, адрес получателя, данные, контрольную информацию. Для правильной и, следовательно, полной и безошибочной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил. Все они оговорены впротоколепередачи данных.

Интернет– это глобальная всемирная компьютерная сеть (всемирная паутина), объединяющая десятки тысяч сетей и миллионы компьютеров всего мира. Ее назначение – обеспечить пользователю постоянный доступ к любой имеющейся в сети информации.Интернетрасполагает практически неограниченными информационными ресурсами на любую тему. Интернет предлагает работу, учебу, развлечения, услуги передачи файлов, электронную почту и многое другое.Интернетобеспечивает принципиально новый способ общения между людьми. Само по себеИнтернетсамое демократическое и независимое из всего созданного до сих пор человечеством. Суть этого состоит в том что, предоставляя людям любую интересующую их информацию, глобальная сеть не принадлежит в целом ни одному индивиду или их сообществу.

Поиск и получение информации является основной, но не единственной функцией Интернета.Существуют также и другие возможностиИнтернет:

Интернет, в тоже время, - это сеть, состоящая из равноправных и независимыхузлов, объединенных между собойканалами связи.

Узлом Интернетаявляется любое вычислительное устройство, включенное в сеть и имеющее свой уникальныйIP-адрес. Так, узлом становится любой персональный компьютер, установивший связь спровайдером.

Узел Интернетв более узком смысле – это мощныйкомпьютер-сервер. Часто узлом является достаточно крупная локальная сеть, в которую могут быть включены десятки компьютеров. Узел оснащен необходимым коммуникационным оборудованием, которое позволяет эксплуатировать каналы связи. В качестве каналов связи могут использоватьсяобычные кабели, оптоволоконные кабели, радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Любой компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет два равноценных уникальных адреса:

числовой 32 битный IP-адрес;

символьный доменный адрес (domain - территория, область, сфера).

32 битный числовой адрес состоит из четырех 8 битных чисел со значениями от 0 до 255. Компьютеры IP-сетей обмениваются между собой, используя в качестве адресов 4-байтные коды, которые принято представлять соответствующей комбинацией десятичных чисел. Такие числовые адреса могут иметь несколько трактовок, из которых приведем здесь лишь следующую:

<класс сети> <номер сети> <номер компьютера>.

Такая комбинация подразумевает, что все множество из 232представимых числовых номеров компьютеров разделится на сети разного масштаба: A, B, C (табл. 5.7.1-1).

Таблица 5.7.1-1

Класс

Количество сетей

Количество компьютеров в одной сети

A

126

16777214

B

16382

65534

C

2097150

254

С помощью специального механизма маскированиялюбая сеть, в свою очередь, может быть представлена набором более мелких сетей. Беспрецедентный рост числа компьютеров в Интернет привел к тому, что сети классов A и B можно считать исчерпанными и еще осталась некоторая свобода во множестве сетей класса С. В ближайшее время ожидается ситуация с нехваткойIP-адресов, преодоление которой в настоящее время ведется разными способами. Однако доступное множествоIP-адресоввсе равно когда-то будет исчерпано и на этот случай разработан и утвержден новый стандарт уже 16-байтного адреса.

Числовые адреса не очень удобны для пользователей. Поэтому в Интернет предусмотрена возможность использования их аналогов в текстовом представлении. Наличие двух представлений адресов в Интернет приводит к необходимости их преобразования из одной формы в другую или наоборот, которое реализуется DNS-серверами (Domain Name System доменной системы имен). СловоDomainв переводе означает область, зона. Например, адрес, состоящий из четырех доменов, может быть представлен следующим образом:

Домен4.Домен3.Домен2.Домен1

За основу адресации компьютеров здесь применяется тот же принцип, что и для обычных писем. Главный домен первого уровня стоит последним в доменном имени. Содержимое адреса в приведенном примере может быть проинтерпретировано следующим образом:

Исторически первыми доменами верхнего уровня в США были шесть тематических доменов:

Эти домены обозначали тип организации, которой принадлежит данный узел Интернета. Сейчас эти домены являются международными, в них могут регистрироваться организации любой страны. Длина доменного имени должна быть не менее 3 и не более 63 символов. Доменные имена допустимо набирать как строчными, так и заглавными буквами. По мере развитияИнтернет появились географические домены первого уровня, указывающие на страну:

Таких доменов первого уровня относительно немного – всего около 250. После домена первого уровня может стоять имя организации или географический домен второго уровня. Однако следует отметить, что в какой бы зоне домена не был зарегистрирован сервер, это не имеет никакого отношения к тому, где он физически находится. Каждый сервер – это компьютер в сети Интернет, который может использовать различные операционные системы. Кроме этого на каждом компьютере имеются файлы директории, где эти файлы хранятся. К каждому файлу на сервере можно указать путь.

В конкретных адресах может быть представлено различное число доменов. Например, 213.180.194.129иwww.yandex.ru;63.211.66.124и www.microsoft.com . ЦифровойIP-адрескомпьютера состоит из четырех байтов. Первый и второй байты определяют соответственно адреса мощных подсетей класса «А» и «В». А предназначены для использования в сетях общего пользования. Адреса класса предназначены для использования в сетях среднего размера для больших компаний и университетов. Третий байт определяет адрес подсети класса «С», а четвертый – адрес компьютера в подсети. Для удобства чтенияIP-адресзаписываются в виде четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками.

В отличие от цифрового, доменный адрес состоит из символов, и, предназначен для удобства запоминания. В специальной таблице, которая хранится на подключенном DNS-сервере(DomainNameService), каждому доменному имени ставится в соответствиеIP-адрес. Доменное имя в свою очередь состоит также из доменов более низкого уровня, разделенных между собой точками. Название доменов может включать в себя латинские буквы, цифры и некоторые специальные знаки. Главные домены – домены первого уровня стоят вWeb-адресепоследними. Например, в адресеwww.mtuci.ru – это.ru, который означает принадлежность сервера России. Слева от домена может быть большое число доменов более низких уровней. Структура доменного имени отражает иерархию объединения доменов в различные группы. Доменов в адресе редко бывает больше пяти.

В самом начале Web-адресасервера пишется название протокола. Полный адрес файла или сервера вИнтернетвключающий имяпротокола, название сервера и полный путь, называетсяURL (Universal Resource Locator) универсальный указатель ресурса.

Синтаксис URLв общем случае имеет вид:

протокол://адрес_сервера:номер_порта/имя_директории/имя_файла.

Например, географический URLтипаhttp://office5.butovo.msk.ruсообщает следующее: указанный компьютер принадлежит какой-то организации, размещенной в районе Бутово г. Москвы, в России. Отметим, что по одному адресу может находиться как небольшая личнаяWeb-страница, сайт или портал.

Сайтможет состоять из отдельныхWeb-страниц, а понятиесервервключает себясовокупность сайтов. Большой сайт может занимать сервер целиком.

Протокол– это совокупность правил, по которым происходит взаимодействие «клиент-сервер» между компьютерами. Для получения нужной информации чаще всего применяются вИнтернетедва протокола:

Протокол передачи гипертекста HTTPявляется основным протоколомИнтернета. Гипертекст соединяет различные документы на основе заранее заданного набора гиперссылок.

Протокол FTPслужит для обмена двоичными и текстовыми файлами с любым компьютером сети. Установив связь с удаленным компьютером, пользователь может скопировать файл с удаленного компьютера на свой или скопировать файл со своего компьютера на удаленный. Чаще всего для двух протоколов используется один и тот же доменный адрес. Но при этом имеется доступ по различным протоколам к различным информационным ресурсам сети.

Если рассматривать сеть Интернетна нижнем уровне, то она позволяет пересылать информацию с одного подключенного кИнтернетуузла на другой.Маршрутизаторы сетиавтоматически выбирают оптимальный маршрут для доставки нужной информации данных до места назначения. Для этого применяются различныеслужбы Интернет:

Приведем небольшой список некоторых интересных ресурсов Интернетв России:

www.ru– поисковый сервер компании DEMOS;

www.mtuci.ru– МТУСИ;

www.students.ru– портал для студентов;

www.books.ru– книги;

www.pogoda.ru– погода;

www.webcam.ru– все уличныеWeb-камеры;

www.monino.ru– центральный музей ВВС;

www.cbr.ru– центральный банк России;

www.ticket.ru– заказ железнодорожных, автобусных и авиабилетов;

www.newsru.com– новости страны;

www.internet.ru– новости Интернет;

www.ixbt.ru– компьютеры и комплектующие;

www.avp.ru– антивирус Касперского;

www.yandex.ru– поисковая система.

Для ориентации в море информации по ресурсам Интернетв России издаются книги и ежегодники, которые называются «Желтыми страницами Интернет». Здесь адресаURLресурсов приводятся по определенным темам так же, как упорядочены книги по предметным каталогам в библиотеках.

Сам Интернет, под которым в первую очередь подразумевается службаWWW, работает на протоколеHTTPпередачи гипертекста. Термин гипер­текст впервые применил в 1969 году Т. Бернерс-Ли. Его идея заключалась в том, чтобы применить гипертекстовую модель к информационным ресурсам, распределенным в сети, и сделать это максимально простым способом. Он заложил три основы системы, разработав:

Информа­ция, подготовленная в виде гипертекста, это электронная информа­ция, и работать с ней можно только на компьютере. Создать ее точную бумажную копию нельзя. Гипертекст – это текст, содержащий ссылки на другие документы. В Интернетепод гипертекстом понимаются документ, написанный с помощью языкаHTML(языка разметки гипертекста).

Техника чтения обычного тек­ста состоит в том, что, закончив чтение одной страницы, можно при­ступить к следующей странице. Технология же гипертекста позволяет сво­бодно переходить со страницы на страницу, следуя заинтересовав­шим нас ссылкам, – никакого за­ранее установленного порядка чте­ния не существует. Для этого ссылки в html-файлах оформляются специальным образом и ведут они себя не так, как остальная часть документа. Чаще ссылка выделяется на фоне экрана монитора с помощью изменения цвета и подчеркивания. Гиперссылкой может служить слово, фраза или графический эле­мент, если указатель мыши, уста­новленный на этом объекте, меняет свое изображение.

Гиперссылка – выделенный объект, связанный с другим файлом в сети. Объем гиперссылок в Интернете растет с каждым днем. Прежде существовала серьезная проблема – все гипер­текстовые документы скрупулезно создавались вручную, теперь существуют различные специальные средства – редакторы для создания структуры ги­перссылок. Гипертекст с помощью гиперссылок связывает между собой множе­ство документов. Сплетаются данные и самого пользователя, и инфор­мационных источников, находящихся на компьютерах, расположен­ных в разных частях земли. Таким образом, один объект соединяется множеством связей с другими объектами.

Всю информацию в Интернетеможно делить на три части: бесплатные (freeware), условно бесплатные (shareware) и платные.

Основное, что отличает Интернетот других сетей - это ее протоколы -TCP/IP. Вообще, терминTCP/IPобычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в сети. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть.TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия. Свое название протоколTCP/IPполучил от двух коммуникационных протоколов. ЭтоTransmission Control Protocol (TCP) иInternet Protocol (IP). ПротоколIP является базовым элементом технологииИнтернет. Его центральной частью является таблица маршрутов. ПротоколTCPобеспечивает гарантированную доставку с установлением соединения в виде потока байтов.

Несмотря на то, что в сети Интернетиспользуется большое число других протоколов, сетьИнтернетчасто называютTCP/IP-сетью, так как эти два протокола являются самыми важными. ВИнтернетесуществует 7 уровней взаимодействия между компьютерами:физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов - правил взаимодействия.

Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Интернетеиспользуются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода и волоконно-оптического кабеля до связи через космос. Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу.

Для получения информации из Интернетанужен компьютер, подключенный к провайдеру – поставщику услуг. Для использования ресурсовИнтернетаиспользуется программа браузер, позволяющий получать информацию по протоколуHTTPот других компьютеров. Информация, которую браузер передает на сервер в качестве запроса и которую получает от него в ответ, передается обычно по протоколуHTTP. Полученная информация содержит файлHTML, а также все графические, звуковые и видеофайлы, упомянутые в данном файлеHTML. Как только данные получены,браузерформатирует текст в соответствии стегами HTMLи изображает его на экране вместе с графикой.

Браузер (browser - просмотр) – это специальная программа для просмотра гипертекста и путешествия поИнтернету.Браузер– самая важная программа для выхода в Интернет. В настоящее время используются четыре основные программы:Microsoft Internet Explorer (IE), Netscape Communicator, Mozilla Firefox, Opera.Все они относительно бесплатны. У всех примерно одинаковый набор функций. У всех имеются программы для отправки электронной почты, для чтения новостных групп и для созданияWeb-страниц. БраузерNetscape Communicatorразработан самым первым, аInternet Explorer поставляется вместе с операционной системойWindows.Браузер Operaзанимает на диске меньше всего места.

Web-страницыпредставляют собой текстовые файлы, в которых содержатся определенные инструкции для браузера. Эти инструкции предписывают браузеру, что и как следует показывать на данной странице. Большинство браузеров исполняют и другие функции, такие как отправка электронной почты или прием файлов по протоколуFTP. Вспомогательные приложения или встроенные расширения могут позволить браузеру воспроизводить звуковые и видеоклипы, встроенные в файлHTML. Основной задачей браузеров является отправка запроса серверу на получение той или инойWeb-страницы и затем его отображения на экране. Кроме этого браузеры имеют много полезных сервисных функций.

Поскольку наиболее часто используемым браузером является IE, рассмотрим его возможности более подробно.

Запуск программы браузера можно осуществить с помощью кнопки Пуск программы - Internet Explorer. После этого откроется окно браузера. При этом будет загружена содержимое начальной страницы по умолчанию. Панель инструментовIEсодержит следующие элементы: строку меню, панель кнопок, адресную строку, панель ссылки.

Работа с браузером сводится к нескольким действиям: ввод адреса и дальнейшее путешествие по гиперссылкам. Для удобства работы все браузеры обладают местом для ввода адресной строки. В это строку необходимо ввести доменное имя Web-сайта, к которому вы хотите перейти и нажать кнопку "Переход" или клавишу <Enter> (рис 5.7.1-1).

Рис. 5.7.1-1

Уже посещённые адреса можно выбрать в выпадающем меню при нажатии на стрелку рядом с адресной строкой. Для доступа к нужным адресам на будущее их можно записать в папку Избранное, выбрав в меню: «Избранное» и пункт «Добавить в избранное».

На панели инструментов располагаются кнопки навигации, а также дополнительные функции браузера. Панель инструментов можно настраивать самостоятельно, добавляя и убирая кнопки. Рассмотрим основные кнопки панели инструментов.

При просмотре Web-страницчасто возникает необходимость открыть ссылку в новом окне, например, чтобы продолжить чтение текущей страницы, пока происходит загрузка новой. Можно открыть сколько угодно новых оконMS IEи переключаться между ними нажатием <Alt+Tab>. Чтобы открыть ссылку в новом окне можно сделать одно из следующих действий:

Чтобы развернуть страницу на весь экран можно нажать на кнопке "Во весь экран", которая находится на панели инструментов или нажать функциональную клавишу <F11>.

В некоторых случаях необходимо изменить размер шрифтов на странице, например, если у пользователя плохое зрение или дизайнер страницы перестарался с размером шрифтов. Для этого необходимо выбрать в главном меню "Вид" - "Размер шрифта". В появившемся подменю выбрать один из пяти размеров шрифта.

Если вместо русского текста на странице вы видите нечто вроде "АЫОМЕЙНРНПШУ ЖДОСВЮЪУ ДЛНЕПАУН", или трудночитаемые иероглифы, то необходимо сменить кодировку. Как правило, браузер сам определяет правильную кодировку, но в некоторых случаях необходимо установить её самостоятельно. Для этого необходимо выбрать в главном меню "Вид" - "Кодировка". В появившемся подменю выбрать одну из кириллических кодировок: Cyrillic (Windows) или Cyrillic (KOI-8R) (рис. 5.7.1-2).

Рис. 5.7.1-2

Чтобы сохранить страницу на компьютере, можно воспользоваться меню "Файл" - "Сохранить как...". Затем выбрать папку на жестком диске, дать название сохраняемой страничке и тип сохраняемой информации (HTML-документ с картинками в отдельном каталоге,HTML-файл в котором сохраняются иHTML-документ, и все картинки, в виде толькоHTML-документа или текстового файла). Для сохранения отдельной картинки, необходимо нажать на ней правой кнопкой мыши и в контекстном меню выбрать "Сохранить рисунок как...".

Рассмотрим, как осуществить загрузку файлов в Internet Explorer.

Файлы могут быть загружены как с Web-страниц, так и сFTP-серверов. На практике, загрузка файлов происходит при каждом переходе на страницу – загружаетсяHTML-документ, изображения, мультимедиа. В этом случае браузер является и программой загрузки и программой просмотра. Когда тип загружаемого файла не может быть распознан браузером, то появляется приглашение сохранить файл на диске.

Менеджер закачек ReGetпредставляет собой программу для загрузки файлов с использованием протоколовFTPиHTTP. ПрограммаReGetспособна работать сразу со многими файлами одновременно. Файлы, которые необходимо загрузить, ставятся в очередь друг за другом. Порядок их загрузки пользователь в любое время может изменить по своему желанию.ReGetведет загрузку нескольких файлов одновременно. Программа запоминает всю очередь файлов, сохраняя ее параметры в специальном файле. Поэтому, когда связь с Интернетом обрывается, пользователь может ее восстановить, а программаReGetпродолжит закачивать файлы на жесткий диск компьютера. На протяжении всей загрузки, пользователь может проследить время, объем и скорость передачи загружаемой информации.

Браузер Operaразработан Норвежскими разработчиками. Он построен на собственном ядре, обладающем высокой скоростью. По праву считается самым быстрым графическим браузером. Имеет встроенный менеджер закачки и почтовый клиентM2. Содержит массу полезных функций, отсутствующие в других браузерах, например, быстрое отключение загрузки изображений, изменение масштаба страницы от 20% до 1000%.