Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЛЕКЦІЙНЕ ЗАНЯТТЯ № 7, 8
Модуль: Комп’ютерні мережі як інформаційні системи
Тема: Глобальні комп’ютерні мережі та мережеві технології
Кількість навчальних годин: 2
Актуальність теми: невід’ємною складовою майбутньої професійної компетентності вчителя з додатковою кваліфікацією «Вчитель інформатики в початкових класах» є знання про організацію комп’ютерної мережі; протоколи мереж
Мета, завдання лекції: ознайомити студентів з загальними характеристиками, класифікацією та технологіями глобальних мереж; структурою та принципами роботи мережі Інтернет; основними послугами Інтернет, класифікацією провайдерів та програмним забезпеченням комп’ютерних мереж
Опорні (ключові) поняття: протокол, глобальна мережа
Обладнання: комп’ютер, проектор, програма для демонстрації NetOpSchool, презентація
Література: Буров Є. Комп'ютерні мережі. – Львів: БаК, 1999.– 468с.
Валецька Т.М. Комп'ютерні мережі. Апаратні засоби: Навч. посібник. – К: Центр навчальної літератури, 2004.– 208с.
Галіцин В.К. Багатокористувацькі обчислювальні системи і мережі: Навч. посібник/ В.К.Галіцин, Ф.А.Левченко.– К: КНЕУ, 1998.– 360с.
Галкин В.А. Телекоммуникации и сети: Учебное пособие для вузов/ В.А.Галкин, Ю.А.Григорьев. -М: МГТУ им. Баумана Н.Э., 2003.– 608с.
Microsoft Corporation «Основи комп’ютерних мереж і Інтернету» (навчально-методичний посібник). – К: Видавнича група BHV, 2006.- 256 с.
Кеннет Г. Основы сетей Windows: Учебное пособие.– Пер.с англ.– М: Диалектика, 1999.– 368с.
Кулаков Ю. О., Луцький Г. М. Комп’ютерні мережі. — К.: Юніор, 2003. — 395 с.
Левченко О.М., Завадський І.О., Прокопенко Н.С. Основи Інтернету. Навчальний посібник. – К.: Видавнича група BHV, 2007. – 318 с.
Пєхота О.М. Освітні технології. – К.: А.С.К., 2001 – 256 c.
Пятибратов А.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник/ А.П.Пятибратов, Л.П.Гудыно, А.А.Кириченко; Под ред. Пятибратова А.П.– 2–е изд., перераб. и доп.– М: Финансы и статистика, 2003.– 512с.
План і організаційна структура лекції:
Зміст лекційного матеріалу:
Глобальні мережі
Поділяються на регіональні та міжнародні. Регіональні створюються в певних районах, місті, державі, а міжнародні забезпечують зв’язок з будь яким комп’ютером світу.
Глобальні мережі (WAN, wide area network) – це сукупність локальних мереж, пов'язаних комунікаційними каналами. Зв’язок у глобальних мережах забезпечується через телефонні або супутникові лінії зв’язку, для цього комп’ютер має бути обладнано модемом. Таке з’єднання називається віддаленим доступом, а комп’ютери користувачів – абонентами.
Функціонування глобальних мереж підтримують спеціальні комп’ютерні компанії-провайдери. Вони називаються серверами і використовуються лише для адміністративних потреб. Адміністратори ведуть облік абонентів, надають кожному з них власну адресу, перевіряють стан мережі, розширюють або звужують мережу.
Для одночасного під’єднання великої кількості користувачів сервер має спеціальні засоби – багатоканальний телефон або багатопортові мережні плати. З іншого боку він під’єднаний до інших серверів через високоякісні спеціально виділені лінії – магістралі.
Провайдери надають послуги на договірній основі, орієнтуючись на час роботи користувача або на обсяг переданих даних. Адміністратори ведуть облік абонентів, надають кожному з них власну адресу, перевіряють стан мережі, розширюють або звужують мережу. Захисні функції від потоку непотрібної інформації здійснює програма, що встановлена на сервері і називається брандмауером.
Більшість глобальних мереж є приватними і належать компаніям, які їх експлуатують. У той же час найбільша в світі глобальна мережа Internet, не належить конкретному власнику. Сьогодні багато які компанії формують свої приватні глобальні мережі за допомогою шифрованої передачі даних через Internet. Єдиного керування Інтернетом немає, існують суспільні комітети, які розробляють єдині стандарти для всіх застосувань Інтернету, розподіляють адреси абонентів та доменні імена веб-ресурсів та багато іншого.
Глобальна мережа Internet
Загальні відомості
У 1969 році Міністерство оборони США визначило, що у випадку військових дій з Радянським Союзом Америці потрібною буде надійна система передачі інформації. Агентство визначних дослідницьких проектів (ARPA) запропонувало розробити для цього комп’ютерну мережу. До розробки такої мережі були залучені Каліфорнійський університет в Лос-Анджелесі, Стенфордський дослідницький центр, Університет штату Юта и Університет штату Каліфорнія в Санта-Барбарі.
Цю мережу назвали ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) і вона проіснувала до 1990 року. Вона з’єднувала стратегічно розташовані комп’ютери так, щоб на випадок раптового припинення зв’язку в результаті нападу ворога або природного лиха комп’ютери, які збережуться, здійснювали обмін даними.
Розробка була настільки вдалою, що багато організацій (університети та урядові організації) почали створювати власні мережі на тих же засадах. Вони почали об’єднуватися між собою і згодом таке об’єднання утворило мережу Інтернет.
Отже, основним принципом Internet є незалежність окремого вузла (комп’ютера) мережі від руйнувань та неполадок на тих ділянках мережі, які не зв’язані безпосередньо з даним вузлом.
Internet - це всесвітня мережа, певний набір технічних засобів, стандартів і домовленостей, які дозволяють підтримувати зв’язок між різними комп’ютерними мережами у світі.
Інтернет – це глобальна комп'ютерна система, яка:
• Містить логічно взаємозв'язаний простір глобальних унікальних адрес. Тут кожен комп'ютер, якій під’єднано до Інтернету має власну унікальну адресу.
• Здатна підтримувати обмін інформацією, тобто здійснювати комунікацію віддалених комп’ютерів.
• Забезпечує функціонування різноманітних інформаційних та комунікаційних послуг.
З точки зору користувача сучасна мережа є сукупністю великих вузлів, об’єднаних між собою каналами зв’язку. Кожний вузол – це один або декілька потужних комп’ютерів-серверів, розташованих в академічних інститутах, державних закладах, великих фірмах, а також в організаціях, які надають комерційні мережеві послуги як індивідуальним користувачам, так і різним закладам. Дуже часто такі машини називають головними комп’ютерами або хост-комп’ютерами. Керує вузлом його власник – організація, яка називається провайдером або постачальником послуг Internet. У багатьох випадках назва окремої мережі – це назва її провайдера. Провайдери за певну плату обслуговують колективних і індивідуальних користувачів Internet, забезпечують їх відповідним набором послуг.
Щоб підключитися до Internet, треба мати комп’ютер, канал зв’язку (як мінімум модем і телефонну чи кабельну лінію) і комунікаційні програми.
Стандартним пристроєм, за допомогою якого можна підключитися до світової мережі, є модем – невеликий електронний пристрій, вбудований у ПК або розташований в окремому корпусі. Модем підключається до комп’ютера і до ліній зв’язку. Функція модема – перетворювати цифровий сигнал, з яким працює ПК, на аналоговий сигнал, який передається по лініях зв’язку (і навпаки).
До комунікаційних програм належать:
Як працює Internet
Протоколи. До мережі Internet входять мільйони комп’ютерів і мереж комп’ютерів, які працюють під управлінням різних операційних систем, з різними форматами даних, на різних апаратних платформах. Але при обміні інформацією усі комп’ютери повинні користуватися єдиними погодженнями (протоколами) про способи формування та передачі повідомлень (інакше: єдиним “інтерфейсом” між усіма мережами і окремими комп’ютерами).
Протокол – це набір погоджень про правила формування та формати повідомлень Internet, про способи обміну інформацією між абонентами мережі.
Існують такі типи протоколів Internet:
Протоколи прикладного рівня
Це самий верхній рівень. Протоколи прикладного рівня є посередником між програмою-клієнтом та мережею. Вони перетворюють інформацію, що передається по мережі у форму, яка є зрозумілою для програми-клієнта.
Протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). Забезпечує передачу з віддаленого веб-серверу до локального комп’ютера документів у форматі HTML і навпаки.
За допомогою протоколу HTTP організується відправлення запитів до веб-серверу, обробка його відповіді і формування інформації у вікні браузера.
Протоколи для роботи з електронною поштою. Призначені для організації доставки та передачі повідомлень через поштовий сервер.
Протокол SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). Відповідає за відправлення листів від клієнта до поштового серверу. Дозволяє відправляти повідомлення на кілька адрес, проміжні збереження, пересилання копій на інші адреси.
Протокол РОР3 (Post Office Protocol). Доставка листів від поштового серверу до клієнта. Цей протокол має вбудовані механізми розпізнавання адрес електронної пошти, а також модулі підвищення надійності отримання повідомлень.
Протоколи FTP, TelNet та інші. Призначені для постачання інформації до програм-клієнтів відповідних служб.
З появою можливостей під’єднання до Інтернету мобільних пристроїв (телефонів, смартфонів, КПК) застосовується WAP протокол, який надає доступ до різних служб Інтернету.
Протоколи транспортного рівня
Керують передачею інформації. Основним завданням є контроль правильності передачі даних, а також забезпечення надійної доставки даних до призначеного комп’ютера.
Протокол отримує інформацію від протоколів прикладного рівня і розділяє її на окремі частинки – пакети. Важливою частиною пакету є його заголовок, в якому зазначається: номер пакету, інформація про комп’ютер-відправник та комп’ютер-приймач, а також контрольна сума, що потрібна для перевірки цілісності пакету.
Для подальшої передачі пакет скеровується на наступний рівень (мережний) і далі по мережі до комп’ютер-приймача і звідти має надійти підтвердження про прийом пакету. Якщо пакет не дійшов, загубився або пошкодився, його буде надіслано ще раз. Після надходження пакетів до місця призначення, протокол транспортного рівня комп’ютера-приймача аналізує їх заголовки, об’єднує пакети до єдиного цілого і відправляє інформацію до протоколів прикладного рівня.
Щоб запобігти спотворенню інформації при пакетуванні комп’ютер-відправник обчислює і вписує у заголовок контрольну суму. Комп’ютер-приймач за тим же алгоритмом обчислює свою контрольну суму для цього пакету і порівнює її з тою, що є у заголовку і, якщо сума не збігається, пакет вважається спотвореним і надсилається ще раз. Такий спосіб передачі інформації є доволі зручним і швидким.
Самим поширеним і відомим є протокол TCP (Transmission Control Protocol), який має давню історію, є одним з найперших транспортних протоколів і постійно вдосконалюється.
Протоколи мережного рівня
Здійснює взаємодію конкретних комп’ютерів мережі, тобто визначає маршрут руху інформації всередині мережі. Такий процес називається маршрутизацією. На шляху між комп’ютером-клієнтом та комп’ютером-сервером може знаходитися кілька проміжних комп’ютерів, які називаються маршрутизаторами. Маршрутизатор визначає, які на даний момент з’єднання існують і є менш завантаженими для передачі пакету. Тому пакети не завжди передаються одним шляхом і за однаковий час.
На мережному рівні комп’ютера-приймача пакети накопичуються (буферизуються), потім передаються до протоколу транспортного рівня. Найпопулярнішим і відомим мережним протоколом є ІР-протокол (InterNet Protocol). Ще одним призначенням ІР-протоколу є забезпечення адресації під час пересилання інформації.
Адреси. Кожний комп’ютер, підключений до Internet, має унікальну фізичну адресу (ІР – адресу). Це унікальна числова адреса, що однозначно ідентифікує вузол, групу вузлів або цілу мережу. ІР-адреса має довжину 4 байти (4х8=32 біти). Для зручності ІР-адреса записується у вигляді 4 чисел (октетів), що розділені точками.
Наприклад,
Десяткова форма запису ІР-адреси використовується в операційних системах, бо вона є зручною для користувача, який налаштовує доступ до мережі. Двійкова форма є зручною для адміністрування і для внутрішніх операцій пристроїв. Шіснадцяткова форма використовується рідко.
ІР-адреса складається з двох логічних частин: номера мережі і номера вузла мережі. В залежності від класу мережі номер мережі може бути зазначено одним, двома чи трьома лівими октетами, а номер вузла, відповідно трьома, двома чи одним правим октетом.
Централізованим розподілом ІР-адрес займається державна організація Стенфордський міжнародний науково-дослідний університет.
Послуги з призначення ІР-адрес є безкоштовними і тривають близько тижня. Якщо адміністратор локальної мережі самостійно привласнює ІР-адресу, це згодом може привести до плутанини та помилок у роботі. Така система адресації призначена для адресації комп’ютерів і є зручною та ефективною для адміністрування (керування) мережею.
Окрім IP - адрес, хости ідентифікуються доменними (символьними) іменами, легшими для запам'ятовування і відбиваючими логічну структуризацію мережі і, часто, функціональне призначення того або іншого хосту.
Домен - це безліч хостів, об'єднаних в логічну групу. Доменне ім'я складається з символьних полів, розділених точками.
Для переведення доменного імені в IP - адресу використовується DNS (Domain Name System) - доменна служба імен.
DNS - це розподілена база даних, підтримувальна ієрархічну систему імен для ідентифікації вузлів в мережі Internet. Служба DNS призначена для автоматичного пошуку IP - адреси по відомому символьному імені вузла.
Доменна адреса, зазвичай, привласнюється веб-серверам та веб-сайтам і використовується для зручності користування службою Веб. Для адресації веб-простір є поділеним на тематичні частини – домени. За назвами доменів можна визначити призначення веб-об’єктів, належність до певної організації, форми обслуговування та фінансування.
Доменна адреса (доменне ім’я) складається з кількох (від 2 до 5) символьних частин - доменів, що розділені точками. Ранг домену обчислюється з кінця адреси, наприклад:
|
site. |
lviv. |
ua |
|
III рівень |
II рівень |
I рівень |
Часто в доменній адресі вказують відповідну службу (www.edu.ua чи ftp.lviv.ua), а браузер автоматично дописує відповідний до даної служби протокол (http://www.edu.ua чи ftp://ftp.lviv.ua).
Домени І рівня
Від початку розвитку Інтернету, коли мережа поширювалася лише на теренах США, було створено перші 6 доменів:
|
.com |
Commercial. Комерційні структури. |
|
.net |
Network. Організації, що забезпечують роботу мереж. |
|
.org |
Organization. Некомерційні організації. |
|
.edu |
Educational. Освітні заклади. |
|
.mil |
Military. Військові організації. |
|
.gov |
Goverment. Урядові організації. |
На сьогодні з’являються нові тематичні домени:
|
.info |
Information services. Інформаційні вузли. |
|
.biz |
Business. Бізнес. |
|
.aero |
Авіа індустрія. |
|
.pro |
Professional. Для професіоналів, зокрема, юристів, лікарів, бухгалтерів. |
|
.name |
Для особистого використання. Наприклад, щоб зареєструвати поштову скриньку имя@фамилия.name. |
|
.museum |
Музеї. Передбачається створення доменів другого рівня, для створення мережного каталогу музеїв миру. |
|
.coop |
Cooperative. Для кооперативних співтовариств. |
Коли Інтернет вийшов на міжнародний рівень, створюють домени за територіальною ознакою:
|
.ua |
Україна |
.az |
Азербайджан |
.lv |
Латвія |
|
.ru |
Росія |
.kz |
Казахстан |
.lt |
Литва |
|
.by |
Білорусь |
.kg |
Киргизстан |
.ee |
Естонія |
|
.ge |
Грузія |
.tj |
Таджикистан |
.am |
Вірменія |
|
.md |
Молдова |
.tm |
Туркменія |
.uz |
Узбекистан |
|
.eu |
Європейський Союз |
.bg |
Болгарія |
.us |
США |
|
.gb .uk |
Великобританія |
.hu |
Угорщина |
.ca |
Канада |
|
.de |
Германія |
.gr |
Греція |
.cn |
Китай |
|
.fr |
Франція |
.pl |
Польща |
.va |
Ватикан |
|
.it |
Італія |
.ro |
Румунія |
.il |
Ізраїль |
|
.es |
Іспанія |
.sk |
Словаччина |
.co |
Колумбія |
|
.fi |
Фінляндія |
.si |
Словенія |
.tv |
Тувалу |
|
.at |
Австрія |
.cz |
Чехія |
.jp |
Японія |
Домени інших рівнів
Доменні адреси веб-сайтів складаються з доменів ІІ чи ІІІ рівня.
Домени ІІ рівня (наприклад, edu.ua, lviv.ua) може отримати будь яка приватна особа чи організація. Власник домену ІІ рівня може надавати домени ІІІ рівня (наприклад, lp.edu.ua, polynet.lviv.ua). Доменні імена можуть бути теоретично і більших рівнів, а практично використовують максимум 4 рівнів.
Багатомовні домени
Інтернет зародився в англомовному середовищі і обмеженням існуючої системи доменних імен DNS (Domains Name System) стала необхідність використовувати лише 37 символів ASCII - латинські букви від A до Z, цифри і символ «-». Швидке зростання кількості користувачів Інтернет в світі призвело до появи доменних імен, які зазначено не латиницею.
Багатомовний домен IDN (Internationalized Domain Names) - це звичайний домен латиницею, який містить обов'язковий префікс xn- (ознака IDN-домену) і закодовану частину, яка може бути перекодована в слово на національному алфавіті. Наприклад, в браузері можна з клавіатури набрати «мійдомен.ua» і його буде автоматично перекодовано в «xn-d1acklchcc.ua».
На перший погляд зручність є очевидною: компанії отримують прості імена, що легко запам'ятовуються, типу «сайт.ua», які просто продиктувати клієнтові. Але це лише на перший погляд. На жаль, користувачам доведеться стежити, в якій розкладці слід набирати першу частину домену, а в якій другу, адже SU, COM і NET все одно доведеться набирати латиницею. А ще доведеться пам'ятати, що клієнту слід набрати саме «сайт», кирилицею, а не в звичний спосіб site латиницею.
З 2008 року компанія RU-CENTER почала реєстрацію багатомовних IDN доменів в доменних зонах SU, COM і NET.
Для зони SU доступною є реєстрація доменів в латинському, грецькому, кирилиці, вірменському, івриті, арабському і грузинському алфавітах. Для зон COM і NET вибір є ширшим: доступні латинський, грецький, кирилиця, вірменський, іврит, арабський, грузинський, бенгальський, орія, Таміл, канада, тайський, Тибет, бірманський, рунічний, монгольський алфавіти, а також японські, китайські і корейські ієрогліфи.
З 2010 року компанія Хостмастер ввела реєстрацію у доменах .com.ua і .kiev.ua. (доменні імена, які містять символи національних алфавітів). З використанням IDN тепер можна зареєструвати домени українською чи російською мовами.
Реєстрація доступна для всіх охочим і нічим не відрізняється від реєстрації звичайного домену. Жодних особливих умов реєстрації для користувачів, що вже мають популярні домени на латиниці, не передбачено.
У 2009 році Координаційний центр Рунету подав заявку на створення домену «.рф». Домен «.рф» створено в кореневій зоні DNS 12 травня 2010 року. Запуск домену було приурочено до першого Російського Форуму з керування Інтернетом. Першими URL-ами, які почали працювати в зоні «.рф» в ніч з 12 на 13 травня 2010 року стали http://президент.рф/ и http://правительство.рф/. Тепер, практично всі сучасні браузери підтримують кириличні доменні імена.
Більшість Інтернет сайтів кириличного домену «.рф» є дзеркалами латинських доменів .ru .com .travel тощо. На такі сайти можна зайти двома способами: через кириличний домен і через латинський домен. Вміст обох сайтів є ідентичним, за винятком доменного імені.
До таких сайтів відносяться:
Деякі сайти, зареєстровані в зоні «.рф» автоматично перескеровують відвідувачів на дзеркало з латинським іменем.
Наприклад, при наборі в адресному рядку http://яндекс.рф браузер автоматично переходить на адресу http://yandex.ru, а при наборі http://мэйл.рф — на адресу http://mail.ru. В той же час при вході на сайт http://rspp.ru браузер буде автоматично скерований на кириличний домен http://рспп.рф.
У домені «.рф» присутні також імена, які не мають латинських еквівалентів, наприклад http://диалогурал.рф.
URL - Універсальний покажчик ресурсу
IP-адреса чи доменна адреса дозволяють однозначно ідентифікувати веб-сервер в мережі Інтернет, але на сервері може бути багато різної інформації в різних форматах, наприклад, у вигляді файлів, електронних повідомлень, сторінок тощо.
Для безпомилкового отримання потрібної інформації і в потрібному форматі використовується універсальний покажчик ресурсу URL (Universal Resource Locator), який однозначно ідентифікує будь-який ресурс в мережі Інтернет. Саме такий рядок відображається в адресному полі браузера.
http://www.site.lviv.ua/documents/page.html або http://213.82.46.1/documents/page.html
|
http:// |
www. |
site.lviv.ua/ |
documents/ |
page.html |
|
протокол |
служба |
доменна адреса |
шлях |
файл |
Універсальний покажчик ресурсу відображає:
Послуги мережі
1. Інформаційні послуги – це послуги доступу до інформації:
2. Комунікаційні послуги – це послуги обміну інформацією та спілкування:
Послуги, які надаються користувачам Інтернету називаються службами або сервісами. Для того, щоб користувач міг користуватися певною службою, він має встановити на своєму комп’ютері відповідну до служби програму-клієнт. З боку Інтернету на відповідному сервері має бути встановлена програма-сервер, яка спроможна обробляти запити від програми-клієнта користувача і надсилати йому результати обробки.
Популярні служби Інтернет
1. Веб-служба (WWW). Інформаційна служба Інтернет. Базовим поняттям служби є гіперпосилання, які містяться у тексті сторінки і дозволяють користувачеві мандрувати як у межах конкретного веб-сайту, так й переходити до інших сайтів. Програмою-клієнтом для служби Веб є браузер.
Функціонування служби WWW підтримують відповідні програми:
Програма-клієнт з боку користувача, яка відправляє запит. Програмою-клієнтом є один з кількох браузерів, що встановлено на комп’ютері.
Програма-сервер, яка виконує обробку запиту і відправляє користувачеві потрібну інформацію. Ця програма називається веб-севером і вона знаходиться на потужному комп’ютері - сервері, який є постійно увімкненим і під’єднаним до мережі Інтернет. Там зберігаються сайти та інші Інтернет-ресурси.
Браузер – програма для перегляду веб-сторінок. Перший браузер Line Mode Browser створив Тім Бернс Лі у 1990 році. Він функціонував у командному режимі і обслуговувався службою TelNet. Перший графічний браузер Mosaic створено у 1993 році. Згодом, він переростає у Netscape і захоплює ринок браузерів.
На сьогодні в нашій країні лідерами серед браузерів є Internet Explorer, Opera, Mozilla FireFox, Google Chrome. Вони практично однаково відображають сторінки, але різняться між собою певними функціональними можливостями.
2. Служби комунікацій
3. Пошукові системи
Пошуковики (Search Systems) призначені для пошуку інформації в веб-просторі і видачі знайдених ресурсів у зручному для користувача вигляді.
Зазвичай, пошукова система має 3 складові:
Пошукові системи надають відповіді на запити користувачів за лічені секунди, бо пошук відбувається у базах даних пошукової системи. Доступ до баз даних за певну оплату може надаватися для інших пошуковиків та організацій.
Лідерами серед пошуковиків є Google, Yandex.ru, Meta.ua
4. Служби новин та розсилок
5. Файлові служби
6. Служби мовлення
7. Служби віддаленого доступу. Забезпечують доступ клієнта до іншого віддаленого комп’ютера і надає можливості працювати на ньому як на власному.
8. Електронні платіжні системи
Служб в Інтернеті є багато і їх перелік постійно поповнюється. Головною задачею розробників є забезпечення надійності та зручності користування відповідною службою.