Комп'ютерна мережа

ЗМІСТ

1. Комп'ютерна мережа

• 1.1 Загальне поняття про комп’ютерні мережі
• 1.2 Топологія мереж
• 1.3 Мережеві протоколи.
• 1.4 Зєднання мереж.
• 1.5 Послуги комп’ютерних мереж.
• 1.5.1 Електронна пошта.
• 1.5.2 Телеконференція.
• 1.5.3 Передача файлів.
• 1.5.4 Віддалене керування.
• 1.6 Локальні обчислювані мережі.
• 1.6.1 Середовище передачі ЛОМ.
• 1.6.2 Мережеві адаптери
• 1.6.3 ЛОМ типу Ethernet.
• 1.6.4 Мережі типу TokenRing.
• 1.7 Світова глобальна комп’ютерна мережа Інтернет
• 1.7.1 Система імен мережі Internet.
• 1.7.2 Сервіси і протоколи мережі Internet.
• 1.7.3 Підключеня користувачів до мережі Internet.

2. Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

Комп'ютерна мережа

Загальне поняття про комп’ютерні  мережі

 

Сучасній людині важко уявити собі життя без різних засобів зв’язку. Пошта, телефон, радіо та інші комунікації перетворили людство в єдиний “живий” організм, змусивши його обробляти величезний потік інформації. Підручним засобом для обробки інформації став комп’ютер.

Однак масове використання окремих, не взаємозвязаних комп’ютерів породжує ряд серйозних проблем: як зберігати використовувану інформацію, як зробити її загальнодоступною, як обмінюватися цією інформацією з іншими користувачами, як спільно використовувати дорогі ресурси (диски, принтери, сканери, модеми) декільком користувачам. Рішенням цих проблем є об’єднання комп’ютерів у єдину комунікаційну систему – комп’ютерну мережу.

Комп’ютерна мережа – це система розподіленої обробки інформації між комп’ютерами за допомогою засобів зв’язку.

Комп’ютерна мережа являє собою сукупність територіально  рознесених комп’ютерів, здатних обмінюватися між собою повідомленнями через  середовище передачі даних.

Передача інформації між комп’ютерами відбувається за допомогою електричних сигналів, які бувають цифровими та аналоговими. У комп’ютері використовуються цифрові сигнали у двійковому вигляді, а під час передачі інформації по мережі – аналогові (хвильові). Частота аналогового сигналу – це кількість виникнень хвилі у задану одиницю часу. Аналогові сигнали також використовуються модеми, які двійковий нуль перетворюють у сигнал низької частоти, а одиницю – високої частоти.

 

Комп’ютери  підключаються до мережі через вузли  комутації. Вузли комутації з’єднуються  між собою канали зв’язку. Вузли  комутації разом з каналами зв’язку утворюють середовище передачі даних. Комп’ютери, підключені до мережі, у літературі називають вузлами, абонентськими пунктами чи робочими станціями. Комп’ютери, що виконують функції керування мережею чи надають які-небудь мережеві послуги, називаються серверами. Комп’ютери, що користуються послугами серверів, називаються клієнтами.

Кожен комп’ютер, підключений до мережі, має ім’я (адресу). Комп’ютерні мережі можуть обмінюватися між собою інформацією у вигляді повідомлень. Природа цих повідомлень може бути різна (лист, програма, книга і т.д.). У загальному випадку повідомлення по шляху до абонента-одержувача проходить декілька вузлів комутації. Кожний з них, аналізуючи адресу одержувача в повідомленні і володіючи інформацією про конфігурацією мережі, вибирає канал зв’язку для наступного пересилання повідомлення. Таким чином, повідомлення “подорожує” по мережі, поки не досягає абонента-одержувача.

===''''' Підключення до мережі'''''===

По ступеню розсередження комп’ютерні мережі поділяються на локальні, регіональні і глобальні. омп’ютери підключаються до мережі через вузли комутації. Вузли комутації з’єднують між собою канали зло. Вузли комутації разом з каналами зв’язку утворюють середовище передачі даних. Комп’ютери, підключені до мережі, у літературі називають вузлами, абонентськими пунктами чи робочими станціями. Комп’ютери, що виконують функції керування мережею чи надають які-небудь мережеві послуги, називаються серверами. Комп’ютери, що користуються послугами серверів, називаються клієнтами. Для підключення до мережі комп’ютери повинні мати: · апаратні засоби, що з’єднують комп’ютери із середовищем передачі даних; · мережеве програмне забезпечення, за допомогою якого здіснюється доступ до послуг мережі. У світі існують тисячі різноманітних комп’ютерних мереж. Найбільш істотними ознаками, що визначають тип мережі, є ступінь територіального розсередження, топологія і застосовані методи комутації. Кожен комп’ютер, підключений до мережі, має ім’я (адресу). Комп’ютерні мережі можуть обмінюватися між собою інформацією у вигляді повідомлень. Природа цих повідомлень може бути різна (лист, програма, книга і т.д.). У загальному випадку повідомлення по шляху до абонента-одержувача проходить декілька вузлів комутації. Кожний з них, аналізуючи адресу одержувача в повідомленні і володіючи інформацією про конфігурацією мережі, вибирає канал зв’язку для наступного пересилання повідомлення. Таким чином, повідомлення “подорожує” по мережі, поки не досягає абонента-одержувача. З‘єднання двох і більше комп’ютерів між собою називається комп’ютерною мережею. Мережа може включати кілька комп’ютерів окремих користувачів (однієї установи), або багато комп’ютерів (вузлів, станцій) кількох установ. Вони мають можливість взаємодіяти один з одним за допомогою апаратних засобів і мережевого програмного забезпечення. Комп’ютерні мережі створюються для людей, які мають свої і бажають використовувати ресурси інших інформаційних оболонок. Ресурси включають каталоги, принтери, що можуть використовуватись всіма користувачами мережі. Якщо користувач має такі ресурси, він може зробити їх доступними для інших, хто також ділиться ресурсами. Якщо не призначено користування ресурсами іншим, то ними може користуватись тільки сам користувач.Обмеження користувачів ресурсами може бути досягнуто і уведенням паролів для окремих ресурсів. При наданні своїх каталогів можна визначати різні рівні допуску згідно з вимогами різних паролів. Якщо пароль відсутній, ресурси доступні всім користувачам мережі. Група з’єднаних комп’ютерів, які призначені для досягнення однієї мети, - називається робочою групою. Не важливо, як організована група, всі комп’ютери можуть обмінюватись інформацією на протязі всього часу, поки вони з’єднані. Мережа може з’єднувати одну або кілька робочих груп. Для з’єднання кількох персональних комп’ютерів необхідні: кабель, з’єднувач кабелів (конектор), мережевий адаптер (або електронна карта). Мережевий адаптер називають також сітьовою інтерфейсною платою, чи картою. Він надає можливість користувачеві одержати інформацію від інших комп’ютерів. Мережевий адаптер разом з обладнанням створюють вузол мережі. Для роботи в мережі до вузла можуть бути увімкнуті один або кілька комп’ютерів, які називають робочими станціями. Класифікація комп’ютерних мереж. Залежно від розміру мережі поділяються на: локальна мережа для офісу, поверху, будинку (LAN (Locfl-Area Network)); кампусна мережа, яка об’єднує віддалені вузли або локальні мережі, але ще не потребує комунікацій через телефонні лінії і модеми (CAN (Campus-Area Network)); міська мережа з радіусом у десятки кілометрів з великою швидкістю передачі (100 Мбіт/с) (MAN (Matropolitan-Area Network)); широкомасштабна мережа, яка використовує віддалені мости і маршрутні запори з можливо невисокими швидкостями передачі (WAN (Wide-Area Network)); глобальна (міжнародна, міжконентальна) мережа (GAN (Global-Area Network)). Мережі також поділяються за ознакою кількості вирішуваних задач на універсальні, призначені для вирішення всіх задач користувача, і корпоративні - для вирішення обмеженої за типом кількості задач. За фізичною формою носія інформації мережі поділяються на безкабельні і кабельні. Безкабельні мережі як фізичний носій інформації використовувати інфрачервоні промені, радіохвилі і лазерні канали. Такі мережі характеризуються невисокою пропускною здатністю, вони не стійкі проти перешкод, можуть надійно працювати тільки в межах прямої видимості і знаходять використання тільки на корпоративному рівні. Кабельні мережі як носій інформації використовують кабель трьох типів: вита пара, коаксіальний і оптоволокнистий. Вита пара - це два скручені ізольовані дроти. Кабель такого типу складається не з однієї, а кількох пар дротів. Для захисту від впливу довкілля кожен дріт вміщається в сітку із міді чи алюмінію, а весь кабель має зовнішнє ізоляційне покриття. Для з’єднання комп’ютера з мережею використовується дві виті пари: одна - для передачі даних, друга - для прийому даних. Коаксіальний кабель складається із центрального дроту (одножильного або багатожильного), ізоляційного покриття, зовнішньої екранної металевої сітки і зовнішньої захисної оболонки. Найбільші темпи росповсюдження в нашій державі мають мережі на витій парі. Оптоволокнистий кабель. Широко використовується в мережах останнім часом. Він стійкий проти електромагнітних перешкод, практично не має електромагнітного випромінення. Такий кабель може бути використаний у мережах, від яких вимагається підвищена секретність. Але такий кабель дорогий, малотехнологічний і недовговічний. За топологією мережі поділяються на шинні, зіркоподібні і кільцеві. Топологія - це геометрична схема з’єднання вузлів мережі. Інші топології мереж є похідними від трьох основних: деревоподібна, ромашкоподібна, змішана та ін. Шинна топологія. При такій топології комунікаційний кабель створює незамкнуту лінію, тобто кабель має лівий і правий кінці, на яких встановлюються спеціальні обмежувачі - термінатори. Дані, що передаються вузлом, поширюються на два кінці кабеля. Проміжні вузли не виконують ніяких функцій щодо ретрансляції інформації, яка передається. Прийомний вузол розпізнає призначені йому дані і читає повідомлення, що передаються. Мережі з шинною топологією характеризуються хорошими стійкістю і економічністю, але можуть мати невелику довжину. Зіркоподібна топологія. При такій топології вузли з’єднані “променями” з центром зірки. Залежно від конкретного типу мережі в центрі зірки може бути центральний вузол, або пристрій, що синхронізує роботу периферійних вузлів мережі. Кожний периферійний вузол має власний канал для зв'язку з центром. Вся інформація передається через центр, який ретранслює, комутує і маршрутує інформаційний потік до споживача. Мережі з зіркоподібною топологією дозволяють використовувати прості адаптери, різнотипні кабелі, але надійність їх роботи залежить від центрального вузла. Кільцева топологія. При такій топології вузли з’єднуються один до другого, створюючи коло. Дані передаються в мережі по колу від вузла до вузла тільки в одному напрямі, наприклад, за годинниковою стрілкою. Кожен проміжний вузол між передавачем і приймачем ретранслює послане повідомлення. Вузол-приймач розпізнає і приймає тільки адресоване йому повідомлення. Мережі з кільцевою топологією мають більшу надійність порівняно з зіркоподібною, ретрансляція інформації окремими вузлами дозволяє підсилювати сигнали і таким чином збільшити довжину мережі, з одного боку, а з іншого - мережа виходить з ладу при несправностях хоча б в одному із вузлів. За типом використовуваних операційних систем мережі поділяються на гомогенні і гетерогенні. Якщо в мережі підтримується тільки одна операційна система, тобто вона складається із однорідних вузлів, то така мережа називається гомогенною (однорідною), а якщо в мережі підтримується кілька операційних систем - гетерогенною (різнорідною). Важливим показником роботи мережі є швидкість передачі даних, яка вимірюється кількістю біт, що передаються за секунду (bps). У локальних мережах виділяють дві швидкості передачі: * швидкість передачі даних по головному комунікаційному каналу; вона має стале значення для кожного типу мережі і не залежить від типу вузлів. Наприклад, в мережах Ethernet - вона дорівнює 10 Mbps, у безкабельних мережах - 1...2 Mbps; * швидкість передачі даних між вузлами мережі. Вона значно менша від швидкості передачі по головному каналу і залежить від умов функціонування вузла: швидкодія процесора, конструкція мережевого адаптера, особливостей операційної системи та інших факторів. Однією із найбільших і розвинутіших безпровідникових технологій є - Wi-Fi протоколів 802.11 a,b,g,n. Дану технологію використовуємо і ми, а зокрема Wi-Fi протоколу 802.11(а)- що є на даний час сертифікованою і більш стабільною технологією Wi-Fi на території Україні. У стандарті 802.11b були визначені параметри безпровідних мереж для роботи в частотному діапазоні 2,4 Ггц із максимальною швидкістю модуляції 11 Мбіт/с, причому спостерігається в реальних мережах «корисна» пропускна здатність виявляється майже вдвічі нижче. Більш «просунутий» стандарт 802.11a розрахований на використання трьох частотних смуг шириною 100 Мгц у діапазоні 5 Ггц. Найбільша швидкість модуляції в мережах 802.11a складає 54 Мбіт/с, однак і цього разу значення пропускної здатності, з якими прийдеться мати справа користувачам, навряд чи перевищать половину даної величини. Як можна бачити навіть із приведеної короткої характеристики, два появившихся стандарти несумісні один з одним. Ця несумісність обумовлена не тільки розбіжністю діапазонів робочих частот, але і розходженням використовуваних методів кодування. Щоб забезпечити приблизно 20-кратний ріст пропускної здатності в порівнянні з «старими добрими» мережами 802.11, розроблювачам специфікацій 802.11a довелося відмовитися від перевіреного методу розширення спектра і замінити її на схему кодованого ортогонального частотного мультиплексирования (Coded Orthogonal Frеquеnсу Division Multiplexing, COFDM), коли одна високочастотна несуща розділяється на трохи піднесуть. Ряд обставин привів до того, що устаткування стандарту 802.11b (інше позначення — Wi-Fi, від англійського Wireless Fidelity) значно випередило в скоренні ринку продукти, що задовольняють специфікаціям 802.11a. Свою роль зіграли велика пропрацьованність технології, готовність елементної бази, ціновий фактор і, нарешті, нечисленність організацій, де дійсно необхідні швидкості передачі трафіка по радіоефіру, вимірювані десятками мегабіт у секунду. У результаті вже через лічені місяці після прийняття двох конкуруючих стандартів ринок виявився буквально затоплений устаткуванням для мереж 802.11b. Сьогодні його випускають десятки компаній, причому з'являються все нові і нові моделі. За деякими оцінками, у світі установлено вже близько 15 млн систем 802.11b. Вставляйте сюди невідформатований текст. --bukavyn_lv 09:47, 15 грудня 2010 (UTC)<nowiki>Вставляйте сюди невідформатований текст.<nowiki>Вставляйте сюди невідформатований текст.--~~~~Вставляйте сюди невідформатований текст.</nowiki></nowiki>

 

Топологія мереж

Топологія мереж – це її геометрична форма або фізичне розташування комп’ютерів по відношенню один до одного. Існують такі типи топологій: зірка, кільце, шина, дерево, комбінована.

Мережа у  вигляді зірки містить центральний  вузол комутації, до якого посилаються  всі повідомлення з вузлів.

Мережа у  вигляді кільця має замкнений  канал передачі даних в одному напрямку. У кільцевій топології  вузли, з’єднуючись послідовно один з одним, утворюють кільце. Дані по мережі передаються від вузла до вузла. Передача інформації з кільця здійснюється тільки в одному напрямку, наприклад, по годинній стрілці. Така мережа проста в керуванні, однак її надійність цілком визначається надійністю центрального вузла.

У мережі з деревоподібною чи ієрархічною топологією кожен  вузол зв’язаний з одним вищестоячим  керуючим вузлом і одним чи декількома нижчестоячими керованими вузлами. Назва топології зв’язана з тим, що вона нагадує дерево, гілки якого  ростуть з кореня вниз до самого нижнього рівня. Топологія деревоподібної мережі найчастіше відображає ієрархічну організаційну структуру установи, у рамках якої вона створена. Така мережа приваблива з погляду простоти керування, розширюваності.

Інформація  передається послідовно між адаптерами робочих станцій доти, доки не буде прийнята отримувачем.

Топологія “Шина” використовує як канал для передечі даних, коаксіальний кабель. Усі комп’ютери підєднуються безпосередньо до шини.

У мережі з топологією “Шина” дані передаються в обох напрямках одночасно.

У локальних  мережах інформація передається на невелику відстань. Локальні мережі поєднують комп'ютери, що розташовані недалеко один від одного. Для передачі інформації використо-вуються високошвидкісний канал передачі даних, швидкість у якому приблизно така сама, як швидкість внутрішньої шини комп'ютера. Найбільш відомими типами локальних мереж є Ethernet і Token Ring.

Регіональні обчислювальні  мережі розташовуються в межах визначеного  територіального регіону (групи  підприємств, міста, області і т.д.). Регіональні обчислювальні мережі мають багато спільного з ЛОМ, але вони по багатьох параметрах більш  складні і комплексні. Підтримуючи великі відстані, вони можуть викорис-товуватися для об’єднання декількох ЛОМ в інтегрованому мережеву систему.

Глобальні обчислювальні  системи охоплюють територію  держави чи декількох держав і  видовжуються на сотні і тисячі кілометрів. Глобальні обчислювальні мережі часто з’єднують багато локальних і регіональних мереж. У порівнянні з локальними більшість глобальних мереж відрізняє повільна швидкість передачі і більш низька надійність. Найбільш відомою глобальною мережею є мережа Internet.

Мережеві протоколи.

З появою мереж  була усвідомлена необхідність створення  правил і процедур, що визначають принципи взаємодії користувачів у мережі. Такі правила називаються прото-колами. Для мереж розроблена семирівнева  ієрархічна структура протоколів. Відповідно до цієї структури протоколів потік інфо-рмації в мережах має дискретну структуру, логічною одиницею якої є пакет (кадр). Вся інформації між вузлами мережі передається у вигляді пакетів, що мають інформаційні і керуючі поля: порядковий номер, адреса одержувача, контрольна сума і т.д.

Верхній (сьомий) рівень протоколів є основним, заради якого існують всі інші рівні. Він називається прикладним, оскільки з ним взаємодіють прикладні  програми кінцевого користувача. Прикла-дний рівень визначає семантику, тобто зміст інформації, якою обмі-нюються користувачі.

Шостий рівень називається рівнем представлення. Він визначає синтаксис переданої  інформації, тобто набір знаків і  способи їхнього представлення, що є зрозумілим для користувача.

П’ятий рівень (сеансовий) керує взаємодією користувачів у ході сеансу зв’язку між ними.

Четвертий рівень (транспортний) забезпечує пересилання  повідомлень (виконує поділ повідомлень  на пакети на передавальному вузлі  і збірку повідомлень з пакетів  на прийомному).

Третій рівень (мережевий) виконує маршрутизацію пакетів даних у мережі.

Другий рівень (канальний) здійснює відповідне оформлення пакетів даних для передачі по каналу зв’язку (такі пакети називають  кадрами),контроль помилок і відновлення  інформації після помилок.

Перший рівень (фізичний) здійснює перетворення даних пакета в сигнали, передані по каналу зв’язку.

Кожний з  протоколів взаємодіє тільки із сусідніми  по ієрархії протоколами. Так, наприклад, прикладні програми, взаємодіючи  з протоколами шостого і сьомого  рівнів, не залежать від особливостей реалізації конкретної мережі, обумовленої протоколами нижчих рівнів.

Зєднання мереж.

Раніше згадувалося, що мережа, особливо глобальна, може включати декілька підмереж. Природно, що в кожній з підмереж можуть бути реалізовані  свої мережеві протоколи, у загальному випадку несумісні з протоколами інших підмереж. При передачі пакетів з однієї підмережі в іншу необхідно здійснювати перетворення несумісних протоколів.

Повторювачі регенерують  пакети даних при передачі, не змінюючи їхню структуру. Повторювачі застосовують для з’єднання мереж з різним середовищем передачі даних чи для збільшення довжини мережі. Мости використовуються для об’єднання мереж, що розрізняються форматом кадру. Маршрутизатори використовую-ться для обєднання мереж, що розрізняються способами адресації абонентів. У такому випадку маршрутизатор транслює адреси однієї мережі в адреси іншої. Маршрутизатор може також використо-вуватися для комутації пакетів, що надійшли, у залежності від адреси одержувача в ту чи інші мережу. Шлюзи використовуються для сполучення різнорідних мереж, що розрізняються протоколами вищих рівнів. Так, наприклад, у світі існує кілька систем електронної пошти, що функціонують у різних мережах. Кожна має свій, не сумісний з іншими, протокол електронної пошти. Протокол електронної пошти являє собою реалізацію вищих рівнів протоколів для конкретного виду послуг – пересилання листів. Очевидно, що для пересилання листів з однієї системи в іншу необхідно здійснювати перетворення формату листа, використовуваного алфавіту і т.д. Таке перетворення повинен виконувати шлюз.

 

Послуги комп’ютерних мереж.

Комп’ютерні мережі в залежності від призначення  можуть надавати користувачам різні  послуги. Найбільш розповсюдженими  видами послуг є:

· електронна пошта;

· телеконференції;

· передача файлів;

· віддалене  керування комп’ютером.

Кожен вид послуг регламентується протоколами. Ці прото-коли реалізують відповідні служби.

Електронна пошта.

Найбільш широко використовуваною послугою комп’ютерних мереж є електронна пошта. Електронна пошта схожа на звичайну пошту. З її допомогою лист (текст), постачений стандартним заголовком, доставляється на зазначену адресу і міститься у файл, поштову скриньку. Поштова скринька може знаходитися на будь-якому компютері мережі, до якого є доступ від компютера-адресата. Для обслуговування електронної пошти на комп’ютері встановлюються спеціальні програми, що утворюють поштову службу.

Існує безліч систем електронної пошти, що розрізняються  протоколами реалізації поштової служби. Ці протоколи визначають формат поштового повідомлення. Звичайно це повідомлення включає такі поля:

• адреса відправника й адреса одержувачів;
• ідентифікатор повідомлення, унікальний для кожного листа. Його можна використовувати для посилань на лист як на вихідний номер;
• відмітки про походження листа через проміжні комп’ютери;
• тема листа. Поштова служба може відсортувати листи по темах;
• власне текст листа.

Не всі поля обов’язково повинні бути присутні. Деякі поля поштова служба додає  автоматично, інші задає автор листа. Сучасні поштові служби дозволяють також виконувати операції формату-вання для тексту листа. Деякі поштові служби допускають можли-вість наявності в листі вкладення у вигляді файлу. Файл може знаходитися всередині листа чи лист може містити тільки посилання на файл у вигляді піктограми. В остатньому випадку файл із листом не передається. Посилатися можна як на файл, що знаходиться на комп’ютері відправника, так іна будь-якому іншому доступному комп’ютері мережі. Для одержання файла досить клацнути мишею на піктограмі файла. Поштова служба самостійно виконає всі опе-рації по пересиланню файла.

 

Телеконференція.

Ідея телеконференції  полягає в тому, що будь-який користувач, що бажає щось висловити, посилає  в мережу повідомлення. Це повідомлення стає доступним для всіх коритсувачів мережі і кожен його може прочитати. Щоб читачу користувачу було легше було орієнтуватися в потоці повідомлень, усі повідомлення розбиваються на групи по темах. Такі групи називаються групами новин. На кожнім повідомленні, що посилаються на телеконференцію, автор вказує, до якої групи новин воно відноситься. Імена груп новин складаються з декількох слів, розділених крапками. Перше слово позначає широку область, до якої відноситься група, а кожне наступне уточнює тему. Для того, щоб одержувати повідомлення тієї чи іншої групи, читач повинен на неї підписатися. Підписка полягає в посилці на сервер груп новин спеціального повідомлення, у якому вказуються групи новин, на які підписується користувач. Після підписки користувач може читати всі повідомлення групи. Він може також посилати повідомленя в гупу новин. При необхідності можна відмовитися від підписки на будь-яку групу. Для підтримки телеконференції викоритовуються спеціальні програми, що реалізують протоколи обміну новинами. У деяких мережах для обміну повідомленнями груп використовуються поштова служба.