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
19. Локальные компьютерные сети. Методы доступа в локальных сетях. Оборудование локальных сетей.
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.
Метод доступа – это набор правил, которые определяют, как компьютер
должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю.
Существует три основных метода доступа:
1. Множественный доступ с контролем несущей
а) множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий
(CSMA/CD), используемый в одной из первых локальных сетей Ethernet. Перед
началом передачи компьютер определяет, свободен канал или занят. Если канал
свободен, компьютер начинает передачу. Если в момент передачи возникла
коллизия, делается попытка ее разрешения, например задержка передачи на
случайный интервал времени. Новая попытка может привести к успешной передаче
или повторению коллизии. Известны и более сложные процедуры разрешения
коллизии, обеспечивающие увеличение пропускной способности сети.
б) множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий
(CSMA/CA). Используя CSMA/CA, каждый компьютер перед передачей данных в сеть
сигнализирует о своем намерении, поэтому остальные компьютеры «узнают» о
готовящейся передаче и могут избежать коллизий. Однако широковещательное
оповещение увеличивает общий трафик сети и уменьшает ее пропускную
способность. Отсюда – CSMA/CA работает медленнее, чем CSMA/CD.
2. Доступ с передачей маркера
Пакет особого типа, маркер, циркулирует по кольцу от компьютера к компьютеру.
Чтобы послать данные в сеть, любой из компьютеров сначала должен дождаться
прихода свободного маркера и захватить его. Когда какой-либо компьютер
«наполнит» маркер своей информацией и пошлет его по сетевому кабелю, другие
компьютеры уже не могут передавать данные.
3. Доступ по приоритету запроса
Это относительно новый метод доступа, основанный на том, что все сети 100VG-
AnyLAN строятся только из концентраторов и оконечных узлов. Концентраторы
управляют доступом к кабелю, последовательно опрашивая все узлы в сети и
выявляя запросы на передачу. Концентратор должен знать все адреса, связи и
узлы и проверять их работоспособность. Оконечным узлом, в соответствии с
определением 100VG-AnyLAN, может быть компьютер, мост, маршрутизатор или
коммутатор. При доступе по приоритету запроса связь осуществляется только
между компьютером-отправителем, концентратором и компьютером-получателем.
Существуют два вида архитектуры сети: одноранговая (Peer-to-peer) и клиент/ сервер (Client/Server), На данный момент архитектура клиент/сервер практически вытеснила одноранговую,
Если используется одноранговая сеть, то все компьютеры, входящие в нее, имеют одинаковые права. Соответственно, любой компьютер может выступать в роли сервера, предоставляющего доступ к своим ресурсам, или клиента, использующего ресурсы других серверов,
В сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, существует несколько основных компьютеров — серверов. Остальные компьютеры, которые входят в сеть, носят название клиентов, или рабочих станций,
Сервер — это компьютер, который обслуживает другие компьютеры в сети. Существуют разнообразные виды серверов, отличающиеся друг от друга услугами, которые они предоставляют; серверы баз данных, файловые серверы, принт-серверы, почтовые серверы, веб-серверы и т. д.
Одноранговая архитектура получила распространение в небольших офисах или в домашних локальных сетях, В большинстве случаев, чтобы создать такую сеть, вам понадобится пара компьютеров, которые снабжены сетевыми картами, и кабель. В качестве кабеля используют витую пару четвертой или пятой категории. Витая пара получила такое название потому, что пары проводов внутри кабеля перекручены (это позволяет избежать помех и внешнего влияния). Все еще можно встретить достаточно старые сети, которые используют коаксиальный кабель. Такие сети морально устарели, а скорость передачи информации в них не превышает 10 Мбит/с.
После того как сеть будет создана, а компьютеры соединены между собой, нужно настроить все необходимые параметры программно. Прежде всего убедитесь, что на соединяемых компьютерах были установлены операционные системы с поддержкой работы в сети (Linux, FreeBSD, Windows)
Все компьютеры в одноранговой сети объединяются в рабочие группы, которые имеют свои имена (идентификаторы).
В случае использования архитектуры сети клиент/сервер управление доступом осуществляется на уровне пользователей. У администратора появляется возможность разрешить доступ к ресурсу только некоторым пользователям. Предположим, что вы делаете свой принтер доступным для пользователей сети. Если вы не хотите, чтобы кто угодно печатал на вашем принтере, то следует установить пароль для работы с этим ресурсом. При одноранговой сети любой пользователь, который узнает ваш пароль, сможет получить доступ к вашему принтеру. В сети клиент/ сервер вы можете ограничить использование принтера для некоторых пользователей вне зависимости от того, знают они пароль или нет.
Чтобы получить доступ к ресурсу в локальной сети, построенной на архитектуре клиент/сервер, пользователь обязан ввести имя пользователя (Login — логин) и пароль (Password). Следует отметить, что имя пользователя является открытой информацией, а пароль - конфиденциальной.
Процесс проверки имени пользователя называется идентификацией. Процесс проверки соответствия введенного пароля имени пользователя — аутентификацией. Вместе идентификация и аутентификация составляют процесс авторизации. Часто термин «аутентификация»- используется в широком смысле: для обозначения проверки подлинности,
Из всего сказанного можно сделать вывод о том, что единственное преимущество одноранговой архитектуры — это ее простота и невысокая стоимость. Сети клиент/сервер обеспечивают более высокий уровень быстродействия и защиты.
Достаточно часто один и тот же сервер может выполнять функции нескольких серверов, например файлового и веб-сервера. Естественно, общее количество функций, которые будет выполнять сервер, зависит от нагрузки и его возможностей. Чем выше мощность сервера, тем больше клиентов он сможет обслужить и тем большее количество услуг предоставить. Поэтому в качестве сервера практически всегда назначают мощный компьютер с большим объемом памяти и быстрым процессором (как правило, для решения серьезных задач используются многопроцессорные системы),
20. Глобальная сеть интернет. Структура, протоколы, сервисы сети интернет. Адресация компьютеров в сетях.
Современный Интернет — весьма сложная и высокотехнологичная система, позволяющая пользователю общаться с людьми, находящимися в любой точке земного шара, быстро и комфортно отыскивать любую необходимую информацию, публиковать для всеобщего сведения данные, которые он хотел бы сообщить всему миру.
В действительности Internet не просто сеть, — это структура, объединяющая обычные сети. Internet— это «сеть сетей».
Современная структура сети Интернет
В настоящее время основу сети Интернет составляют высокоскоростные магистральные сети. Независимые сети подключаются к магистральной сети через точки сетевого доступа NAP (Network Access Point). Независимые сети рассматриваются как автономные системы, то есть каждая из них имеет собственное административное управление и собственные протоколы маршрутизации. Изменение протоколов маршрутизации внутри автономной системы не влияет на работу остальных систем. Деление сети Интернет на автономные системы позволяет распределить информацию о топологии всей сети и существенно упростить маршрутизацию.
Автономная система должна состоять не менее чем из 32 меньших по размеру сетей. Обычно в качестве автономных систем выступают крупные, независимые, национальные сети. Примерами подобных сетей являются сеть EUNet, охватывающая страны центральной Европы, сеть RUNet, объединяющая университеты России. Автономные сети могут образовывать компании, специализирующиеся на предоставлении услуг доступа в сеть Интернет, - провайдеры. Такими провайдерами, например, являются компания UUNET в США и компания Relcom в России.
Внутри автономной системы данные предаются от одной сети к другой, пока не достигнут точки сопряжения с другой автономной системой. Обмен данными возможен только в том случае, если между автономными системами существуют соглашения о предоставлении транзита. По этой причине для пользователей разных автономных систем время доступа к одному и тому же ресурсу может существенно различаться.
Сети, включенные в автономные системы, представляют собой региональные сети, сети университетов, исследовательских центров и коммерческих фирм, а также сети более мелких региональных провайдеров.
Важным параметром, определяющим качество работы в сети Интернет, является скорость доступа к ресурсам сети. Скорость доступа определяется пропускной способностью канала связи внутри автономной системы и между автономными системами. Для модемного соединения, которое используют большинство домашних пользователей персональных компьютеров, пропускная способность канала невелика - от 19,2 до 57,6 Кбит/с; для выделенных телефонных линий, часто используемых для подключения к сети Интернет небольших локальных компьютерных сетей, - от 64 Кбит/с до 2 Мбит/с; для спутниковых и оптоволоконных каналов связи, которые в основном используются для создания автономных сетей, - от 2 Мбит/с и выше.
Основные протоколы сети Интернет
В основном в сети Интернет используется семейство протоколов TCP/IP. Рассмотрим более подробно структуру протоколов TCP/IP с точки зрения модели OSI.
На канальном и физическом уровнях модели OSI TCP/IP поддерживает многие из существующих стандартов, определяющих среду передачи данных. Это могут быть, например, технологии Ethernet и FDDI для локальных компьютерных сетей или Х.25 и ISDN для организации крупных территориальных сетей. На этом уровне также могут использоваться протоколы РРР и SLIP, предназначенные для установления соединения с использованием аналоговых линий связи.
Основой семейства протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень предоставляет адресное пространство, обеспечивает перемещение пакетов в сети, а также управляет их маршрутизацией.
Размеры пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляются на транспортном уровне протоколом TCP. Протокол UDP работает на том же уровне, но применяется в том случае, когда требования к надежности передачи данных менее жесткие.
Прикладной уровень объединяет все службы, которые система предоставляет пользователю. К наиболее важным прикладным протоколам относятся протокол удаленного управления telnet, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы для работы с электронной почтой: SMTP, POP, ШАР и MIME. На этом уровне работает система доменных имен DNS, отвечающая за преобразование числовых IP-адресов в имена. Кроме того, следует отметить протокол SNMP, предназначенный для управления сетевыми устройствами.
ОСНОВНЫЕ СЕРВИСЫ ИНТЕРНЕТА
Интернет предоставляет пользователям различные услуги (сервисы).
Сервисом Интернета называют программу, выполняющую определённые функции для обеспечения работы пользователей в Интернете. Существует ряд способов работы с компьютерной сетью: получение информации с электронной доски объявлений; обмен электронной почтой; получение списков рассылки; участие в электронных форумах, конференциях и т.п.; участие телеконференциях; обмен текстовыми сообщениями в чатах; копирование файлов по протоколу FTP; использование WWW, использование интернет-телефонии и др.
По ряду причин невозможно их однозначно классифицировать. Основная из причин – уникальность каждого сервиса и одновременно неотделимость его от остальных. Большинство сервисов характеризуются свойствами, часть из которых объединяет их с одной группой сервисов, а другая часть – с другой группой.
Сервисом Интернета является и перенос с различных серверов и сайтов на компьютер пользователя необходимой ему информации для последующей обработки её на собственном ПК. Пользователь может переслать информацию любому абоненту сети или послать её на определённый сервер (сайт, портал) для размещения там на некоторое время. В этом случае обычно используют такие прикладные сервисы Интернета, как WWW, News и FTP.
Наиболее подходящим для классификации сервисов Интернет является деление на сервисы интерактивные, прямые и отложенного чтения. Эти группы объединяют сервисы по большому числу признаков.
Наиболее распространены, универсальны и наименее требовательны к ресурсам компьютеров и линиям связи сервисы, относящиеся к классу отложенного чтения. Основная особенность этой группы заключается в том, что запрос и получение информации могут быть достаточно сильно разделены по времени, что, вообще говоря, ограничивается только актуальностью информации на момент получения. К этому классу, например, относится электронная почта.
Сервисы прямого обращения характеризуются тем, что информация по запросу возвращается немедленно. Однако от получателя информации не требуется немедленной реакции.
Сервисы с немедленной реакцией на полученную информацию (в них получаемая информация является, по сути дела, запросом) относятся к интерактивным сервисам.
Электронная доска объявлений (Bulletin Board System, BBS) – один из первых сервисов Интернета, небольшая система с доступом по телефонным каналам связи, обычно предназначенная для местных пользователей. Как правило, это отдельная ЭВМ, к которой посредством телефонной сети могут обращаться другие пользователи. Им открыт доступ к части дискового пространства для записи в него информации (“объявлений”) или копирования информации из него.
Одним из первых сервисов Интернета было и создание режима удалённого терминала. Протокол TELNET предназначен для осуществления эмуляции удалённых машин, т.е. организации сеансов работы на удалённых машинах.
Это один из наиболее простых способов переноса локальных информационных систем в технологию Интернета, т.к. он не требует переделки баз данных и программного обеспечения, которое используется при доступе. Его использование позволяет отказаться от копирования системы на каждый из компьютеров пользователей и обеспечить централизованное управление информационным ресурсом. Он продолжает оставаться важным способом первичной организации доступа к локальным информационным системам через сеть. Сервис “telnet” позволяет войти в терминальный сеанс работы с удалённым компьютером. После ввода имени и пароля пользователь оказываетесь в режиме терминальной работы с удалённой машиной.
FTP (File Transfer Protocol) – протокол передачи файлов прикладного уровня, определяющий правила передачи файлов с одного компьютера на другой. С точки зрения применения он во многом аналогичен протоколу telnet. Это стандартная программа, работающая по протоколу TCP, всегда поставляющаяся с операционной системой и предназначенная для передачи файлов между разными компьютерами, работающими в сетях TCP/IP. При этом на одном из компьютеров работает программа-сервер, а на втором пользователь запускает программу-клиента, которая осуществляет соединение с сервером и передаёт или получает файлы по FTP протоколу. FTP-серверы нецентрализованны.
При рассмотрении FTP как сервиса Интернета имеется в виду не просто протокол, а сервис, обеспечивающий доступ к файлам в файловых архивах. Он позволяет переносить файлы с локального компьютера на удалённый и обратно. Этот сервис прямого доступа требует полноценного подключения к Интернету, но возможен доступ и через электронную почту.
FTP-сервер часто позволяет соединяться с ним не только под своим именем, но и под условным именем “anonymous” (аноним). В этом случае пользователю доступна не вся файловая система компьютера, а некоторый набор файлов на сервере, составляющий содержимое сервера anonymous FTP – публичного файлового архива.
FTP-архивы Интернета – огромный распределённый архив различных материалов: от программ до списков классической литературы. Чтобы присоединиться к этому распределённому архиву, необходимо создать и поддерживать свой FTP-сервер.
News (Usernet, Телеконференции)
Сетевые новости Usenet, в российских сетях принято называть телеконференциями. Телеконференции действуют на основе уставов: принятых участниками правил.
Usernet представляет тысячи иерархически организованных тематических групп, содержащих статьи. Статья – обычное электронное письмо, которое, в отличие от электронной почты, может прочитать любой, подписавшийся на группу, где размещено это письмо. Существуют глобальные иерархии (comp и др.) и локальные иерархии для какой-либо организации, страны или сети. К различным иерархиям применимы различные нормы и правила работы с ними. иерархии Так, в группы российской иерархии relcom лучше писать по-русски, а в группы глобальной иерархии comp можно писать только по-английски.
Правила работы помещаются в эти группы человеком, добровольно взявшим на себя обязанности координатора группы (модератора).
Группы новостей бывают двух типов: модерируемые и обычные. Сообщения, появляющиеся в модерируемых группах, до рассылки их по сети просматриваются модератором.
Разновидностью групп новостей являются списки рассылки (maillists) – простой, полезный сервис Интернета. Это практически единственный сервис, не имеющий собственного протокола и программы-клиента, работающий исключительно через электронную почту.
Суть этого сервиса заключается в том, что существует некоторый адрес электронной почты, общий для многих людей – подписчиков организованного на этом адресе списка рассылки. Письмо, посланное на этот адрес или адресованное подписчикам, становится доступным (рассылается) всем людям, подписанным на этот список рассылки, на их адреса электронной почты. Каждый список рассылки ведётся какой-то организацией, обладающей полным контролем над этим списком, в отличие от новостей Usenet, как правило, не принадлежащих никакой организации и менее управляемых. Группы Usenet могут быть доступны через списки рассылки и другими способами, например через WWW.
World Wide Web (WWW, Web или W3) – глобальная гипертекстовая информационная система, удобная оболочка традиционных приложений. WWW является информационной системой, которой весьма непросто дать корректное определение. Она может быть обозначена как: гипертекстовая, гипермедийная, распределённая, интегрирующая, глобальная система.
WWW интегрируется в среду сервисов Интернета. Это второй после FTP ресурс, который пользуется наибольшей популярностью среди пользователей Интернета. Большинство веб программ-клиентов (браузеры, навигаторы) являются программами-клиентами и таких сервисов, как: ftp, gopher, сетевые новости Usenet, электронная почта и т.д. Таким образом, программные веб средства универсальны для различных сервисов Интернета.
Вслед за FTP и World Wide Web следует электронная почта. По ней передаётся как текстовая, так и двоичная информация, которой являются программы, графические образы, видеоматериалы и звукозаписи.
Электронная почта (Electronic mail, E-mail) – специальный пакет программ для хранения и пересылки сообщений между пользователями ЭВМ; типичный сервис отложенного чтения (off-line).
Посредством электронной почты реализуется служба безбумажных почтовых отношений. Она является системой сбора, регистрации, обработки и передачи любой информации (текстовых документов, изображений, цифровых данных, звукозаписи и т.д.) по сетям ЭВМ и выполняет такие функции, как редактирование документов перед передачей, их хранение в специальном банке; пересылка корреспонденции; проверка и исправление ошибок, возникающих при передаче; выдача подтверждения о получении корреспонденции адресатом; получение и хранение информации в своем “почтовом ящике”; просмотр полученной корреспонденции.
“Почтовый ящик” – специально организованный файл для хранения корреспонденции. Он состоит из двух корзин: отправления и получения. Любой пользователь может обратиться к корзине получения другого пользователя и сбросить туда информацию. Но просмотреть её он не может. Из корзины отправлений почтовый сервер забирает информацию для рассылки другим пользователям. Каждый почтовый ящик имеет сетевой адрес. Для работы электронной почты используют выделенные компьютеры – “почтовые отделения”, называемые почтовыми серверами.
Пользователь передаёт сообщение вместе с адресом по телефонному каналу через модем на почтовый сервер в режиме on-line. Отправка адресату осуществляется по мере его выхода на связь с почтовым сервером в режиме off-line. Пересылка сообщений пользователю может выполняться в индивидуальном, групповом и общем режимах. С помощью двух последних режимов можно организовать телеконференцию, электронные доски объявлений.
С 1995 года в России активно используется доступ к ресурсам Интернета в режиме Dial-IP, т.е. доступ по протоколам TCP/IP через телефонную сеть. В качестве, транспорта используются протоколы SLIP (Serial Line Internet Protocol) и PPP (Point-to-Point Protocol).
Интернет-телефония предоставляет пользователям возможность разговаривать по телефону, используя технологии Интернета. Она позволяет с помощью компьютерной техники и телекоммуникаций в реальном времени организовать недорогую голосовую связь. IP-телефония – технология, основана на использовании Интернета или любой другой IP-сети для ведения междугородних и международных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени. IP-телефония одно из наиболее сложных и системных приложений компьютерной телефонии. Голосовой трафик сообщений в сетях передачи данных (речь) передаётся в виде IP-пакетов между шлюзами в оцифрованном виде, а между шлюзом и аппаратом абонента – обычным способом. Данный вид работы называют также “службой пакетных голосовых сообщений”. Шлюз – компьютер и специальные устройства, оснащённые программой, преобразующей телефонный (звуковой) сигнал в коды (формат), передаваемые по сетям Интернета. Фактически шлюз является устройством, обеспечивающим доступ в сеть IP.
В Интернет существуют сервисы, использующие глобальную сеть в качестве среды передачи информации, например для проведения аудио- и видеоконференций; RealAudio (передача звука с сервера клиенту, позволяющая слушать текущий аудиофрагмент); для передачи видеоизображений с других компьютеров или с компьютера пользователя, если к нему присоединена видеокамера; для широковещательной передачи мультимедийной информации в глобальной сети и др.
Адресация в сети Интернет
Каждый компьютер, включенный в сеть Интернет, имеет уникальный IP-адрес, на основании которого протокол IP передает пакеты в сети. IP-адрес состоит из четырех байтов и записывается в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками, например:
194.85.120.66
IP-адрес состоит из двух логических частей: номера сети и номера узла в сети. Если сеть, в которую включен компьютер пользователя, является частью Интернета, то номер сети выдает специальное подразделение Интернета - InterNIC (Internet Network Information Center) или его представители. Номер узла определяет администратор сети.
В зависимости от того, какое количество байтов в IP-адресе выделяется для номера сети и номера узла, выделяют несколько классов IP-адресов.
Если номер сети занимает один байт, а номер узла три байта, то такой адрес относится к классу А. Количество узлов в сети класса А может достигать 224, или 16 777 216. Номер сети класса А меняется в диапазоне от 1.0.0.0 до 126.0.0.0. Если под номер сети и номер узла отводится по два байта, то адрес принадлежит к классу В. Количество возможных узлов в сети класса В составляет 216, или 65536 узлов. Номер сети класса В меняется от 128.0.0.0 до 191.255.0.0.
Если под номер сети отводится три байта, то адрес принадлежит к классу С. Количество узлов в сети класса С ограничено 28, или 256. Номер сети меняется от 192.0.1.0 до 223.255.255.0.
Например, в IP-адресе 194.85.120.66, 0.0.0.66 - это номер узла в сети класса С с номером 194.85.120.0.
Существует несколько специальных IP-адресов. Так, например, адрес 127.0.0.1 определяет локальную машину пользователя и используется для тестирования различных программ. При этом данные по сети не передаются.
Кроме IP-адресов, для идентификации конкретных хостов в Сети используется так называемоедоменное имя хоста (Domain host name). Так же, как и IP-адрес, это имя является уникальным для каждого компьютера (хоста), подключенного к Internet, — только здесь вместо цифровых значений адреса применяются слова.
В данном случае понятие домена означает совокупность хостов Internet, объединенных по какому-то признаку (например, по территориальному, когда речь идет о домене государства).
Если говорить о правилах составления доменных имен, то здесь нет столь жестких ограничений по количеству составных частей имени и их значениям, как в случае IP-адресов. Например, если в ХТИ – Филиале СФУ существует хост с именем khti, входящий в домен республики Хакасия khakassia, а тот, в свою очередь входит в домен России ru, то доменное имя такого компьютера будетkhti.khakassia.ru. В общем случае число составляющих доменного имени может быть различным и содержать от одной и более частей, например, rage.mp3.apple.sda.org или www.ru.
Чаще всего доменное имя компании состоит из трех составляющих, первая часть — имя хоста, вторая — имя домена компании, и последняя — имя домена страны или имя одного из семи специальных доменов, обозначающих принадлежность хоста, организации определенного профиля деятельности (см. табл. 1). Так, если ваша компания называется «KomLinc», то чаще всего Web-сервер компании будет назван www.komlinc.ru (если это российская компания), или, к примеру,www.komlinc.com, если вы попросили провайдера зарегистрировать вас в основном международном домене коммерческих организаций.
Последняя часть доменного имени называется идентификатором домена верхнего уровня (например, .ru или .com). Существует семь доменов верхнего уровня, установленных InterNIC.