Слайд 2Определения
Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с
помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки
данных.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. (отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, пром.роботы, станки с ЧПУ…)
Слайд 3Определения
Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и
приемом информации.
Совокупность абонента и станции называют абонентской системой.
Физическая передающая среда
– линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура для передачи данных.
Слайд 4Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные
сети можно разделить на 3 основных класса:
Глобальные сети (WAN –
Wide Area Network)
Региональные сети (MAN – Metropolian Area Network)
Локальные сети(LAN - Local Area Network)
Слайд 5Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в разных странах, на
разных континентах. Взаимодействие – на базе телефонных линий связи, радиосвязи
и систем спутниковой связи.
Слайд 6Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг
от друга. Она может объединять абонентов внутри большого города, экономического
региона, отдельной страны. Расстояние между абонентами региональной сети – сотни километров.
Слайд 7Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории
(в здании). Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2-2,5 км.
Слайд 8Режимы передачи данных
Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты:
передатчик, сообщение, средства передачи, приемник.
Передатчик – устройство, являющееся источником данных.
Приемник
– устройство, принимающее данные.
Слайд 9Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.
Средства передачи
– физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.
Типы
каналов связи: выделенные телефонные каналы, спецканалы для передачи цифровой информации, радиоканалы и каналы спутниковой связи. В ЛВС: витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.
Слайд 10Режимы передачи
Симплексный режим – передача данных только в одном направлении
(пример – информация собирается с датчиков и передается в ЭВМ)
Передатчик
Приемник
Слайд 11Полудуплексный режим – переменная передача информации, когда источник и приемник
последовательно меняются местами (передача шифровки в развед.центр и прием сообщения
из центра)
Передатчик
Приемник
Передатчик
Приемник
Слайд 12Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений (пример –
телефонный разговор)
Передатчик
Приемник
Приемник
Передатчик
Слайд 13Аппаратные средства
Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду,
необходимо согласовать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых
по каналам связи.
Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами . Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.
Слайд 14Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства – мультиплексоры передачи
данных.
Мультиплексор – устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.
Модем –
устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передаче их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала.
Слайд 15Наиболее дорогим компонентом сети является канал связи. Для выполнения функций
коммутации нескольких внутренних каналов на один внешний используются устройства –
концентраторы.
Для увеличения протяженности используются повторители. Повторитель – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды расстояние.
Слайд 16Характеристики коммуникационной сети
Для оценки качества коммуникационной сети можно использовать следующие
характеристики:
Скорость передачи данных (бит в секунду)
Пропускную способность (знак в секунду)
Достоверность
передачи информации (ошибок на знак)
Надежность канала связи и модемов (среднее время безотказной работы – в часах)
Слайд 17Эталонные модели взаимодействия систем
Слайд 18Модель взаимодействия открытых систем
Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных
продуктов поставило проблему объединения сетей различных архитектур.
Для решения этой задачи
была разработана модель архитектуры открытых систем (OSI).
Открытая система – система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами. Это база для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования.
Слайд 19Уровни модели OSI
Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных друг над
другом. Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов,
и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.
Слайд 20Модель OSI
Прикладной
доступ к сетевым службам
Уровень
Представления
Представление и кодирование данных
Сеансовый
Управление сеансом связи
Транспортный
Безопасное
и надежное соединение
точка-точка
Сетевой
Определение пути и IP
(логическая адресация)
Канальный
Физическая адресация
Физический
Кабель, сигналы,
бинарная
передача
Данные
Данные
Данные
Блоки
Пакеты
Кадры
Биты
Данные
Слайд 21Уровни
Прикладной (Приложений) уровень
Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и
пользователя. Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам,
таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты.
Пример: протоколы HTTP, POP3, SMTP.
Слайд 22Уровни
Представительский (Уровень представления)
Этот уровень определяет синтаксис данных в модели, т.е.
представление данных. Он гарантирует представление данных в кодах и форматах,
принятых в данной системе.
Слайд 23Уровни
Сеансовый уровень
5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя
приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса,
обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
Слайд 24Уровни
Транспортный уровень
4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок,
потерь и дублирования в той последовательности, как они были переданы.
При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает.
Слайд 25Уровни
Сетевой уровень
3-й уровень модели OSI предназначен для определения пути передачи
данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические,
определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
Слайд 26Уровни
Канальный уровень
Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом
уровне и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с
физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного фрейма) и отправляет на сетевой уровень.
На этом уровне работают коммутаторы, мосты.
Слайд 27Уровни
Физический уровень
Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи
потока данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель
или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.
На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы.
Слайд 28Локальные вычислительные сети
Функциональные группы устройств в сети
Сервер – компьютер, подключенный
к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Сервер –
источник ресурсов сети.
Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Слайд 29Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.
Сервер, определенный
ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента.
Клиент обрабатывает полученные данные
и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. В принципе, обработка данных может быть выполнена и на сервере.
Для подобных систем приняты термины — системы клиент-сервер или архитектура клиент-сервер.
ОБРАБОТКА ДАННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНА МЕЖДУ ДВУМЯ ОБЪЕКТАМИ: КЛИЕНТОМ И СЕРВЕРОМ.
Слайд 30Физическая передающая среда ЛВС
Физическая передающая среда обеспечивает перенос информации между
абонентами вычислительной сети.
В ЛВС три основных типа кабелей:
Витая пара
Коаксиальный кабель
Оптоволоконный
кабель
Слайд 31Витая пара
Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между
собой.
Скручивание проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей.
Самый простой пример витой
пары – телефонный кабель.
Основной недостаток витой пары — плохая помехозащищенность и низкая скорость передачи информации — 0,25 - 1 Мбит/с.
Дешевизна этого вида кабеля делает его достаточно популярным
Слайд 32Коаксиальный кабель
Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает большей
механической прочностью, помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации до 10-50
Мбит/с.
Внутренний проводник
Изоляция
Внешний проводник
Защитное покрытие
Слайд 33Оптоволоконный кабель
Оптоволоконный кабель – идеальная передающая среда.
Он не подвержен воздействию
электромагнитных полей и сам практически не имеет излучения.
Скорость передачи данных
– более 50 Мбит/с.
Он более дорогой и менее технологичен в эксплуатации
Оптическое волокно
Стеклянное покрытие
Защитное покрытие
Слайд 34Основные топологии ЛВС
Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений
узлов (компьютеров) сети.
Три основных вида для ЛВС : кольцевая, шинная,
звездообразная топологии.
ИЛИ кольцо, шина и звезда.
Слайд 35Кольцевая топология
Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой –
кабелем передающей среды.
Информация по кольцу передается от узла к узлу,
каждый узел ретранслирует посланное сообщение.
В кольцевой топологии отсутствует центральный узел
Узел сети – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети
Слайд 36Шинная топология
Шинная – одна из наиболее простых топологий. Использует коаксиальный
кабель.
Данные от передающего узла распространяются от него в обе стороны.
Промежуточные узлы не транслируют сообщения. Информация поступает на все узлы, но принимает ее тот, кому она адресована.
Слайд 37Звездообразная топология
Эта топология базируется на концепции центрального узла, к которому
подключаются периферийные узлы.
Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует,
переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.
Слайд 38Объединение ЛВС
Мост. Самый простой способ объединения ЛВС.
Мост – устройство, соединяющее
две сети, использующие одинаковые методы передачи данных. Сети могут иметь
разные топологии и архитектуры, но работать под управлением однотипных сетевых операционных систем.
Слайд 39Виды мостов
Мосты могут быть локальными и удаленными
Локальные мосты соединяют сети,
расположенные на ограниченной территории
Удаленные мосты соединяют сети, разнесенные территориально, с
использованием внешних каналов связи и модемов.
Локальные мосты могут быть внутренними и внешними
Слайд 40Маршрутизатор (роутер)
Маршрутизатор – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее
одну операционную систему.
Маршрутизаторы часто применяются для подключения сети к Интернету.
В некоторых из них предусмотрены встроенные сетевые брандмауэры и другие функции
Маршрутизатор: функционирует на сетевом уровне модели OSI; и отвечает за выбор маршрута передачи пакетов между узлами
Слайд 41Шлюз
Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся
друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства – шлюзы.
С помощью
шлюзов можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компьютеру, а также ЛВС подключить к глобальной.
Шлюз – специальный компьютер, который обеспечивает обмен данными между разными сетями. Шлюз переводит информацию с языка протокола ТСР/IР на язык локальной сети, после чего передает ее соответствующему компьютеру
Слайд 42Система адресации в интернет
Для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой
IP-адрес и доменный адрес.
IP-адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется
на 4 блока по 8 бит, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.
Слайд 43Система адресации в Интернет
Два блока определяют адрес сети, а два
другие – адрес компьютера внутри этой сети.
Пример: IP-адрес в десятичном
коде – 192.45.9.200
Адрес сети
Адрес подсети
Адрес компьютера
Слайд 44Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров. В отличие от
цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале идет имя
компьютера, затем имя сети, в которой он находится.
Пример: www.ntimgudt.ru (ru – географический домен),
Edu – учебные заведения,
Com – коммерческие организации,
Gov – правительственные учреждения.