b476a86c3dbb478f9a453ce4e3708ea9 (1)

1. Принципы построения и аппаратные компоненты компьютерных сетей. Сетевые протоколы. Сеть Интернет. Адресация в сети Интернет.

Система доменных имён

2. Основные понятия

Компьютерная сеть представляет собой
подключение из двух и более
компьютеров, которые предназначены
для обмена данными и совместного
использования ресурсов. Сети
подобных подключений бывают
локальными: они объединяют близко
расположенные компьютеры, и
глобальными: Интернет.

3. Типы подключения

Компьютерные сети подразделяются согласно территориальному
расположению. Местные, в пределах кабинета, офиса и здания –
локальные; глобальные – сеть на большой территории (например,
филиалы компании, корпуса института).
Далее различают сети по архитектуре: одноранговые и с выделенным
сервером. Первые – это сети, в которых каждый из компьютеров
взаимосвязан и делится ресурсами. Вторые – один компьютер является
сервером, остальные к нему подключены.
Характеристики по скоростям: низкоскоростные, среднескоростные,
высокоскоростные.

4. Протокол

Когда компьютеры объединены и работают, то стоит обратить внимание на
сетевой протокол. Это набор для осуществления обмена данными между
компьютерами в сети. Протокол помогает в определении данных, их
передачи и приёме. Например, за транспортировку и маршрутизацию
данных в Интернете отвечает протокол TCP/IP.
Собственно Интернет – это глобальная сеть, которая объединяет
многочисленные сети (корпоративные, персональные, пользовательские и
т.п.). Чтобы идентификация прошла успешно, сеть или несколько
устройств, подключенных к ней, располагают IP-адресом. Это технология
адресации для того, чтобы каждое устройство было определено, как имя.

5. IP-адрес

IP-адрес уникальный, его размер составляет 32-бита,
записывается в виде четырёх чисел от 0 до 255, разделённых
точками (например, 192.118.0.2). Первые три числа указывают на
сеть подключения, последнее – на конкретный компьютер.
С понятием IP-адреса тесно связан термин «хост». Хостом
называют любое устройство, которое используется протоколом
TCP/IP для обмена данными с другим сетевым оборудованием.
Хостом может быть не только компьютер, но и другие устройства,
такие как маршрутизаторы, концентраторы и другие сетевые
устройства.

6. Доменное имя

Для удобства пользователей вместо сложных числовых IP-адресов
применяются доменные имена. Доменное имя – символьный адрес, его
гораздо легче запомнить, чем последовательность цифр. Когда мы вводим
доменное имя в строку браузера, то символьные IP-адреса связываются
между собой. Подобная связь определяется, как DNS. Она автоматически
преобразует его в соответствующий IP-адрес, для установления
соединения с нужным сервером.
Основой для аппаратной структуры сети Интернет являются узлы, они
используются для передачи данных. Отметим, что Интернет выступает как
связь сетей, поэтому технология IP-адресов учитывает этот факт согласно
принципам работы сетевых протоколов.

7. 1. Уровни стека TCP/IP

– прикладной уровень: взаимодействие приложений
(HTTP, FTP, DNS);
– транспортный уровень: передача данных (TCP, UDP);
– сетевой уровень: маршрутизация пакетов (IP, ICMP);
– канальный уровень: передача данных в пределах сети
(Ethernet, Wi-Fi).

8. 2. Основные протоколы

– TCP (Transmission Control Protocol): надёжная передача с установлением
соединения, гарантирует правильную последовательность пакетов,
включает контроль ошибок и повторную отправку, регулирует нагрузку и
управляет временем ожидания, использует порты для идентификации
приложений (HTTP на порту 80);
– UDP (User Datagram Protocol): без установления соединения, не
гарантирует доставку, применяется для приложений, требующих скорости
(видеостриминг, игры), использует порты (DNS на порту 53).

9. 3. Особенности работы сетевых протоколов

Особенности работы сетевых протоколов заключаются в
сегментации данных. Происходит разбиение на пакеты данных.
Делает маршрутизацию через передачу пакетов с использованием
IP-адресов. Производит контроль ошибок и проверку целостности
данных в ТСР. Также производится управление потоками через
регулирование скорости передачи данных для предотвращения
перегрузки.

10. 4. Взаимодействие уровней сетевых протоколов.

Каждый уровень стека TCP/IP выполняет свою роль,
чтобы обеспечивать надёжную и эффективную
передачу данных от источника к получателю через
различные сети.

11. Основные функции аппаратных компонентов сетей

1. Маршрутизаторы.
Используются для перенаправления трафика. По сути, через
проводные сети или Wi-Fi передаются пакеты между объектами
(компьютер, планшет, телефон). Также маршрутизаторы
используются для оптимизации пути с помощью таблиц и
обеспечения подключения и защиты локальной сети к глобальной.
2. Коммутаторы (свитчи).
Устройства для подключения компонентов, связывают несколько
объектов в пределах одной локальной сети. Также используются для
селекции данных при направлении исключительно на
соответствующие порты. Свитчи используются для оптимизации
нагрузки по снижению перегрузки сети, благодаря точной адресации
пакетов.

12. Основные функции аппаратных компонентов сетей

3. Точки доступа (Access Points).
Представляет беспроводное подключение к сети через технологию WiFi, создают беспроводные сети для подключения мобильных устройств
и управления сигналом.
4. Сетевые кабели.
Это физические соединения, которые связывают компоненты сети
между собой, они представлены различными типами. Витая пара
(Ethernet): передаёт данные на средние расстояния с поддержкой
различных скоростей. Оптоволокно: обеспечивает высокоскоростную
передачу данных на большие расстояния.

13. Система адресации в Интернете и работа DNS

DNS (Domain Name System) система преобразования доменных
имён в IP-адреса для доступа к веб-ресурсам. Работает, когда при
вводе URL в браузере устройство отправляет запрос на
ближайший DNS-сервер для получения IP-адреса сайта. После
запроса DNS-сервер проверяет наличие нужного IP-адреса в
своём кэше и, если адрес найден, то он немедленно возвращается
устройству. Если же адрес отсутствует, запрос передаётся через
цепочку серверов. Полученные данные DNS-сервера сохраняются
в кэше для ускорения последующих запросов и загрузки сайтов.
DNS обеспечивает бесперебойную работу интернета, преобразуя
доменные имена в IP-адреса и обеспечивая безопасность и
оптимизацию сетевого трафика.

14. Вывод:

– каждое устройство в сети имеет уникальный числовой адрес,
который позволяет точно его идентифицировать;
– вместо сложных IP-адресов мы используем удобные доменные
имена, что делает работу в сети проще;
– DNS представлено системой, связывающей доменные имена с
IP-адресами, при вводе URL браузер мгновенно преобразует его в
IP-адрес для установления соединения;
– запрос проходит через несколько DNS-серверов.
Понимание системы адресации и работы DNS важно для каждого
пользователя. Помогает осознать принципы работы сети и
эффективно взаимодействовать с Интернет-ресурсами.