Локальные и глобальные компьютерные сети

1. Локальные и глобальные компьютерные сети

2. Компьютерная сеть

Компьютерная сеть – это совокупность
компьютеров и различных устройств,
обеспечивающих информационный
обмен между компьютерами в сети без
использования каких-либо
промежуточных носителей информации.

3. Компьютерная сеть

Сети предоставляют пользователям
возможность не только быстрого обмена
информацией, но и совместной работы
на принтерах и других периферийных
устройствах, и даже одновременной
обработки документов..

4. Преимущества использования компьютерных сетей

общедоступность файлов;
совместный доступ к устройствам
ввода-вывода;
простота использования;
надежность через резервное
копирование;
безопасность посредством
авторизации.

5. Классификация компьютерных сетей

По
архитектуре
Локальные
(Local Area
Network —
LAN)
Региональные
(Metropolitan
Area Network —
MAN)
Глобальные
(Wide Area
Network —
WAN)

6. Классификация компьютерных сетей

По скорости
передачи
данных
Низкоскоростные
до 10 Мбит/с
Среднескоростные
до 100 Мбит/с
Высокоскоростные
свыше 100 Мбит/с

7. Классификация компьютерных сетей

По уровню
однородности
Одноранговые
Иерархические

8. Классификация компьютерных сетей

По типу
передающей
среды
Проводная
Беспроводная

9. Классификация компьютерных сетей

По масштабу
администрирования
Офисные
Учрежденческие
Корпоративные
Сети общего
доступа

10. Сетевые устройства

Маршрутизатор
Маршрутизатор используется для соединения разных
сетей. То есть для соединения двух или более
локальных сетей необходим маршрутизатор. Он
отвечает за определение пути отправляемых данных.
Маршрутизатор рассматривается как устройство
третьего уровня из-за того, что он работает на уровне 3
модели связи OSI (Open System Interconnection) и
использует IP-адреса на своем интерфейсе.

11. Сетевые устройства

Коммутатор
Коммутатор отвечает за соединение компьютеров.
Коммутатор является основной магистралью локальных
сетей, поскольку он предоставляет возможность для
различных компьютеров, которые будут связаны между
собой. Известно, что это устройство работает на уровне
2 стандарта связи OSI. Следовательно, это устройство
второго уровня. Коммутатор представляет собой
улучшенную форму моста.

12. Сетевые устройства

Беспроводной маршрутизатор
Сегодня почти в каждом доме есть беспроводной
маршрутизатор (wi-fi модем). Беспроводной
маршрутизатор помогает подключать несколько
устройств без проводов.
Обычно известный как сеть Wi-Fi и используется для
распределения Интернета на несколько устройств
дома, в магазине или в офисе.
Точка доступа
Точка доступа используется
вместо коммутатора в
беспроводной сети.

13. Сетевой концентратор

Концентратор
Концентратор также известен как многопортовый
ретранслятор из-за его сходства с ретранслятором,
хотя существуют определенные устройства,
называемые ретрансляторами. Концентратор также
использовался для подключения компьютеров и обмена
данными между ними, но в настоящее время он в
основном используется в качестве повторителя для
повторения сигналов с больших расстояний.
Концентратор известен как устройство первого уровня
(в модели OSI), также как и повторитель.

14. Топология сети

Топология сети — это физическая или
электрическая конфигурация кабелей и
соединений сети.
Специальные термины:
Узел сети — компьютер/устройство
коммутации.
Ветвь сети — путь от одного узла к другому.
Логическая связь — маршрут передачи сигнала
между узлами.
Шина — соединяющий элемент для передачи
сигнала.

15. Топология сети

Сетевая топология может быть:
физической — описывает реальное
расположение и связи между узлами сети.
логической — описывает хождение
сигнала в рамках физической топологии.
информационной — описывает
направление потоков информации,
передаваемых по сети.
управления обменом — это принцип
передачи права на пользование сетью.

16. Топология сети

Способы соединения сетевых
устройств:
полносвязная
ячеистая
общая шина
звезда
кольцо
снежинка

17. Полносвязная топология

Полносвязная топология — топология компьютерной
сети, в которой каждая рабочая станция подключена
ко всем остальным. Этот вариант является громоздким
и неэффективным, несмотря на свою логическую
простоту. Для каждой пары должна быть выделена
независимая линия, каждый компьютер должен иметь
столько коммуникационных портов сколько
компьютеров в сети. По этим причинам сеть может
иметь только сравнительно небольшие конечные
размеры. Чаще всего эта топология используется в
многомашинных комплексах или глобальных сетях при
малом количестве рабочих станций.

18. Ячеистая топология

Ячеистая топология - базовая полносвязная
топология компьютерной сети, в которой каждая
рабочая станция сети соединяется с несколькими
другими рабочими станциями этой же сети.
Характеризуется высокой отказоустойчивостью,
сложностью настройки и переизбыточным расходом
кабеля. Каждый компьютер имеет множество
возможных путей соединения с другими
компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере
соединения между двумя компьютерами.
Получается из полносвязной путем удаления
некоторых возможных связей. Эта топология
допускает соединение большого количества
компьютеров и характерна, как правило, для крупных
сетей.

19. Общая шина

Общая шина, представляет собой общий кабель
(называемый шина или магистраль), к которому
подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля
находятся терминаторы, для предотвращения отражения
сигнала.
Шинная топология представляет собой топологию, в
которой все устройства локальной сети подключаются к
линейной сетевой среде передачи данных. Такую линейную
среду часто называют каналом, шиной или трассой. Каждое
устройство, например, рабочая станция или сервер,
независимо подключается к общему шинному кабелю с
помощью специального разъема. Шинный кабель должен
иметь на конце согласующий резистор, или терминатор,
который поглощает электрический сигнал, не давая ему
отражаться и двигаться в обратном направлении по шине.

20. Звезда

Звезда - базовая топология компьютерной сети, в которой
все компьютеры сети присоединены к центральному узлу
(обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети.
Подобный сегмент сети может функционировать как
отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как
правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет
исключительно через центральный компьютер, на который
таким способом возлагается очень большая нагрузка,
поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может.
Как правило, именно центральный компьютер является
самым мощным, и именно на него возлагаются все функции
по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с
топологией звезда в принципе невозможны, потому что
управление полностью централизовано.

21. Кольцо

Кольцо - это топология, в которой каждый компьютер соединен
линиями связи только с двумя другими: от одного он только
получает информацию, а другому только передает. На каждой
линии связи, как и в случае звезды, работает только один
передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от
применения внешних терминаторов.
Работа в сети кольца заключается в том, что каждый компьютер
ретранслирует (возобновляет) сигнал, то есть выступает в роли
повторителя, потому затухание сигнала во всем кольце не имеет
никакого значения, важно только затухание между соседними
компьютерами кольца. Четко выделенного центра в этом случае
нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако достаточно
часто в кольце выделяется специальный абонент, который
управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что
наличие такого управляющего абонента снижает надежность
сети, потому что выход его из строя сразу же парализует весь
обмен.

22. Снежинка

Снежинка (Иерархическая Звезда или древовидная
топология) - топология типа звезды, но используется несколько
концентратов, иерархически соединенных между собой связями
типа звезда. Топология "снежинка" требует меньшей длины
кабеля, чем "звезда", но больше элементов.
Самый распространенный способ связей как в локальных сетях,
так и в глобальных.

23. Локальные компьютерные сети

Локальная вычислительная сеть (ЛВС,
локальная сеть; англ. Local Area Network,
LAN) — компьютерная сеть,
покрывающая обычно относительно
небольшую территорию или небольшую
группу зданий (дом, офис, фирму,
институт).

24. Региональные компьютерные сети

Региональные сети – это сети,
существующие обычно в пределах
города, района, области, страны. Они
связывают абонентов, расположенных на
значительном расстоянии друг от друга.
Обычно расстояние между абонентами
региональной вычислительной сети
составляет десятки-сотни километров.
Они являются объединением нескольких
локальных сетей и частью некоторой
глобальной.

25. Глобальные компьютерные сети

Глобальная компьютерная сеть —
это система, обеспечивающая обмен
информацией между компьютерами,
серверами и маршрутизаторами,
охватывающая большие территории
в разных странах, городах.

26. Глобальные компьютерные сети

Глобальная сеть — это
совокупность 3 компонентов:
аппаратного;
программного;
информационного.

27. Глобальные компьютерные сети

Аппаратный компонент
Состав аппаратного компонента представлен:
• компьютерами, рабочими станциями, серверами;
• коммутационным оборудованием, модемами;
• шлюзами, сетевыми адаптерами,
брандмауэрами, маршрутизаторами;
• источниками бесперебойного питания;
• кабельными системами передачи.
Все эти элементы могут действовать постоянно или
временно. Поломка какого-то одного из них не
влияет на функционирование всей сети или других,
не связанных с ним на данный момент узлов.

28. Глобальные компьютерные сети

Программный компонент
Главной функцией программного компонента выступает
достижение слаженного совместного функционирования
различного оборудования. Кроме того, использованные для
распространения Сети программы позволяют:
• преобразовывать данные, находить варианты для передачи их
по разным каналам;
• реализовывать свойственные информатике вычислительные
функции;
• воспроизводить и обеспечивать единство информации;
• отслеживать соблюдение единых протоколов;
• перенаправлять информационные потоки при обнаружении
перегруженных каналов, участков.
Программный компонент необходим для поиска, хранения и сбора
данных, а также для обеспечения информационной безопасности в
мировой Сети.

29. Глобальные компьютерные сети

Информационный компонент
Эта составляющая представлена документами различного
рода:
• текстовыми;
• звуковыми;
• графическими;
• видео.
Все они хранятся на компьютерах, подключенных к Сети.
Особенностью компонента является способность
распределения. К примеру, когда при просмотре книги
графика поступает из одного источника, текст, музыка и
озвучка — из других. Между собой эти источники связаны
целой системой ссылок, формирующей единое
информационное пространство из множества документов.

30. Адресация в компьютерных сетях

MAC-адрес, IP-адрес и Маска подсети
Маска подсети –
специальная
запись, которая
позволяет по IPадресу вычислять
адрес подсети и IPадрес компьютера
в данной сети.

31. Адресация в компьютерных сетях

MAC-адрес
—
это
уникальный
идентификатор
сетевого
оборудования,
который необходим для взаимодействия
устройств в локальной сети на физическом
уровне. MAC-адрес «вшивается» в сетевую
карту заводом изготовителем и не подлежит
изменению, хотя при необходимости это
можно сделать на программном уровне.
Пример
записи
MAC-адреса:
00:30:48:5a:58:65.

32. Адресация в компьютерных сетях

IP-адрес – это уникальный сетевой адрес узла (хоста,
компьютера) в локальной сети, к примеру: 192.168.1.16.
Первые три группы цифр IP-адреса используется для
идентификации сети, а последняя группа для
определения «порядкового номера» компьютера в этой
сети. Если провести аналогию, то IP-адрес можно
сравнить с почтовым адресом, тогда запись будет
выглядеть так: регион.город.улица.дом. Изначально,
использовались IP-адреса 4-ой версии (IPv4), но когда
количество устройств глобальной сети возросло до
максимума, то данного диапазона стало не хватать, в
следствии чего был разработан протокол TCP/IP 6-ой
версии — IPv6. Для локальных сетей достаточно 4-ой
версии TCP/IP протокола.

33. Основные термины

Domain (домен) – группа компьютеров, находящихся под единым управлением и имеющих общий сегмент в
Интернет-адресе.
Domain name (доменное имя) – идентификатор организации или маршрутный адрес в Интернет.
Domain name server (DNS – сервер доменных имен) – сервер, на котором хранится и функционирует база данных
зарегистрированных доменных имен и соответствующих числовых адресов.
Extranet (внешняя корпоративная сеть) – корпоративная сеть с расширениями, позволяющими определенным
клиентам или поставщикам получать доступ к внутренней информации коммерческой организации.
Firewall (брандмауэр) – средство, предотвращающее несанкционированный доступ к внутренним данным
организации либо утечку информации за пределы организации.
Gateway (шлюз) – обеспечивает связь между разнотипными системами в сети.
Hub (концентратор) – устройство, действующее на физическом уровне эталонной модели OSI и соединяющее
несколько компьютеров в одной точке сети.
Интернет – совокупность сетей, связанных друг с другом телекоммуникационной инфраструктурой.
Internet service provider (ISP – поставщик услуг Интернет) – организация, обеспечивающая связь пользователя с
Интернет за определенную плату.
Intranet (внутренняя корпоративная сеть) – частная сеть, организованная по той же технологи, что и Интернет, но с
ограничениями, распространяющимися на конкретную организацию, ее сотрудников и избранных клиентов.
IP Address (адрес IP) – 32-битовый адрес протокола Интернет, присвоенный узлу. Адрес IP содержит два
компонента: номер узла и номер сети.
ISDN (Integrated Services Digital Network) – цифровая сеть, предназначенная для высокоскоростной одновременной
передачи голоса, данных и визуальной информации.
Modem (модем) – устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые для передачи по телефонной
линии, а также выполняющее обратное преобразование входящих аналоговых сигналов в цифровые для обработки
в компьютере.
Packet (пакет) – короткое сообщение (обычно длиной от 100 до 1000 байт), посылаемое по сети.
Protocol (протокол) – набор правил, определяющих порядок обработки данных, передаваемых по сети.
Router (маршрутизатор) – сетевое оборудование, работающее на сетевом уровне и устанавливающее связь между
разными сетями.
Server(сервер) – компьютер с установленной на нем серверной операционной системой, предоставляющий свои
программные и аппаратные ресурсы пользователям сети.