Компьютерные сети и телекоммуникации

Компьютерные локальные сети и телекоммуникации связи

В настоящее время практически все компьютеры крупных и средних фирм, организаций и учреждений соединены между собой с помощью различных средств телекоммуникаций.

Совокупность компьютеров, соединенных между собой с помощью средств телекоммуникаций, называется компьютерной сетью (КС).

Различают локальные и глобальные КС, которые отличаются по принципам работы, аппаратным и программным средствам поддержки.

Локальные компьютерные сети

Локальная компьютерная сеть (ЛКС) — это соединенная по определенным правилам совокупность близко расположенных компьютеров, предназначенных для выполнения общих задач.

Для подключения компьютера к локальной сети необходимо наличие на нем специальных программ и оборудования, которые должны удовлетворять определенным требованиям, чтобы компьютеры разных производителей могли обмениваться информацией друг с другом.

Совокупности правил и требований, которым должны удовлетворять сетевые аппаратные и программные средства компьютера, называются протоколами.

Основные сетевые протоколы стандартизованы Международной организацией стандартов — ISO (International Standard Organization) и поддерживаются всеми производителями сетевого оборудования.

Протоколы устанавливают:

• физические и электрические параметры сети;
• порядок передачи сигналов при установлении, разрыве связи, обмене информацией;
• порядок обнаружения и исправления ошибок при передаче и т. д.

Физические основы ЛКС

Чтобы подключить компьютер к ЛКС, он должен иметь сетевой адаптер ( сетевую карту ), который вставляется в свободный слот расширения либо интегрирован на материнскую плату и содержит специальный разъем для подключения сетевого кабеля .

Для ЛКС в настоящее время используются следующие физические среды передачи информации:

• тонкий коаксиальный кабель (рис. 1) — самая дешевая, но низкоскоростная среда; максимальное расстояние между компьютерами — до 150 м;

• толстый коаксиальный кабель (рис. 2) — более дорогая среда по сравнению с тонким кабелем; максимальное расстояние между компьютерами — до 500 м;

Рис. 3. ЛКС на витой паре

• витая пара (рис. 3) — еще более скоростная и дорогая среда, требует наличия специальных соединителей — концентраторов, или хабов (hub); максимальное расстояние от компьютера до ближайшего концентратора — до 100 м;

• оптоволоконный кабель (рис. 4) — самый дорогой вариант, обычно используется для соединения мощных компьютеров; максимальное расстояние — до 2 км;

• беспроводное соединение, Wi-Fi (рис. 5) — использует воздушный радиоканал; это удобно, так как не требуется прокладки проводов, но дороже, чем проводные соединения.

Сетевое программное обеспечение

• Чтобы компьютеры, подключенные к локальной сети, могли обмениваться данными, необходимы соответствующие программные средства.
• Как правило, базовые сетевые программные средства входят в состав операционной системы, либо операционная система может быть дополнена соответствующими программами.
• Примером ОС с поддержкой сети является Windows XP Professional

Компьютер и сеть

При работе с сетью компьютер может выступать в двух ролях:

• если компьютер обращается за информацией и сервисами к другому компьютеру сети, то такой компьютер называют рабочей станцией (work station) ;
• если компьютер предоставляет свою информацию и сервисы другим компьютерам сети, то он называется сервером .

Сервер

Сервер может предоставлять различные сервисы, из которых наиболее известны следующие:

• хранение и предоставление файлов ( файловый сервер );
• вывод на принтер ( сервер печати );
• получение и пересылка факсимильных сообщений ( факс-сервер );
• получение, хранение и передача сообщений электронной почты ( почтовый сервер );
• размещение сайтов ( web-сервер ).

Сервисы сервера

• Сервисы, предоставляемые сервером, называются службами. На одном и том же сервере может выполняться сразу несколько служб.
• Чтобы сервер предоставлял тот или иной сервис, необходимо запустить соответствующую программу в составе серверной ОС.
• Для обращения к службам серверов с рабочих станций необходимо запустить соответствующую программу, называемую клиентом .

Локальные сети

• Локальные сети, в которых имеются серверы, предоставляющие службы, и клиентские компьютеры, называются сетями, построенными по технологии «клиент-сервер».
• Возможно совмещение этих функций каждым компьютером сети, когда все эти компьютеры являются равноправными.
• Локальная сеть, состоящая из равноправных ПК, называется одноранговой .

Сетевая ОС Windows XP

• Сетевые возможности уже включены в состав ОС Windows XP и нуждаются только в настройке и активизации.

• В Windows XP каждый компьютер имеет уникальное в пределах сети имя .
• Если на компьютере активны какие-либо службы, то к ним можно получить доступ с других компьютеров сети.
• Стандартно в ОС входят служба доступа к файлам и служба печати.

Файловая служба

Задачей файловой службы является предоставление другим ПК возможности читать, изменять или создавать файлы.

Очевидно, что, когда много пользователей работает с одним и тем же файлом, они могут мешать друг другу, поэтому можно разрешить им только читать файлы , но не исправлять их.

• Для этого файловая служба предоставляет механизм разграничения прав доступа.
• В Windows XP можно предоставлять для доступа клиентов любое количество каталогов (папок).
• При этом каждый каталог имеет уникальное имя, определенное при конфигурации файловой службы, и называется ресурсом.

Для каждого ресурса может быть определен режим доступа :

• только чтение — можно читать информацию, но нельзя изменять ее;
• полный свободный доступ — можно и читать, и изменять информацию;
• доступ с паролем — для работы с данным ресурсом необходимо знать пароль .

Служба печати

Иногда бывает сложно снабдить все компьютеры отдельными принтерами.

Тогда в сети выделяется один из компьютеров, подключенный к принтеру, который предоставляет свои услуги для печати документов всем остальным клиентам сети.

Поддержка сервера и клиентов печати входит в операционную систему Windows и нуждается только в настройке.

На всех клиентских компьютерах для доступа к этому принтеру необходимо установить его как сетевой принтер .

Это делается точно так же, как и установка локального («обычного») принтера, но в процессе настройки в соответствующем Мастере нужно пометить радиокнопку Сетевой принтер.

Глобальные компьютерные сети

Отличие глобальной сети от локальной состоит в том, что она позволяет совместно работать компьютерам, физически расположенным далеко друг от друга (практически в любой точке земного шара).

Web-сервер

Компьютеры

пользователей

(клиенты)

Логически глобальная компьютерная сеть (ГКС) состоит из трех компонентов (рис. 6):

• рабочих мест пользователей (обычные компьютеры);
• серверов, предоставляющих различные сервисы (мощные компьютеры);
• сети передачи данных.

Каналы

передачи

данных

Рис.6. Глобальная компьютерная сеть

Физические принципы соединения с Интернетом

Прямое соединение с глобальной сетью — это довольно дорогое мероприятие, поэтому компьютеры пользователей обычно соединены с Интернетом через интернет-провайдеров.

Интернет-провайдер — это компьютерный узел , обеспечивающий соединение с Интернетом для клиентских компьютеров по различным линиям связи.

Таким образом, на клиентском компьютере для работы с Интернетом достаточно иметь оборудование для соединения с соответствующей линией связи.

Мобильный доступ (Wi-Fi; рис. 11).

Технология Wi-Fi обеспечивает доступ в Интернет с мобильных компьютеров (ноутбуков и КПК) в пределах зоны доступа ( 100—300 м ).

Теоретическая скорость соединения — до 1 Мбит/с .

Обычно этот способ подключения используется для оперативного доступа к Интернету в общественных местах (аэропорты, гостиницы, торговые центры, офисы, клубы) или в офисах крупных фирм, сотрудники которых должны при работе с Интернетом перемещаться с места на место.

Службы, предоставляемые в Интернете

• электронная почта (e-mail) — отправка и получение электронных писем;
• служба доступа к файлам на удаленном компьютере ( FTP );
• Всемирная паутина (WWW);
• передача речи через Интернет (IP-телефония, или VoIP );
• электронная коммерция и управление счетами в банках;
• поиск информации (web-страниц, файлов, пользователей и т.п.);
• получение аудио- и видеосигналов в режиме реального времени по запросу (STRIM-TV);
• обмен файлами между пользователями («пиринговые сети») и др.

Как получить информацию из интернета

Для получения информации используют специальные программы, которые называются браузерами.

Данная программа осуществляет

следующие функции:

• Просмотр, сохранение и печать документов имеющихся в сети;
• Формирование закладок;
• Хранение истории навигации по WWW;
• Настройка на различные форматы документов;

Универсальный указатель ресурса (URL)

• URL (Uniform Resource Locator) представляет собой точное описание предоставляемого сервиса (услуг глобальной сети), включающее его местонахождение в интернете, и имеет следующую структуру: service://host:port/path/file.ext

( вид сервиса://имя узла:номер порта/путь/имя файла. Расширение)

Например: http://www.usu.ru/

Сервис http означает, что мы намерены иметь дело

со Всемирной паутиной;

www.usu.ru - это имя того узлового компьютера, с

ресурсами которого мы намерены работать (в

данном случае речь идет об узловом компьютере

сети www, обслуживающим Уральский университет).

Как устроены имена узловых компьютеров

В интернете каждому компьютеру присвоен свой

интернет-адрес (IP-адрес).

Он состоит из четырех полей, принимающих

значение от 0 до 255 (например, 215.055.255.240).

Пользоваться такими адресами человеку неудобно –

запоминать их трудно, и легко ошибиться при

наборе. Поэтому существует специальный сервис,

который определяет адрес через имя и называется

Domain Name System (DNS) – доменная система

имен.

Информационно- поисковые системы

• Система Rambler ( http://www.rambler.ru ) - первая профессиональная отечественная поисковая система. Она начала работать в 1996 г.
• Система Апорт! ( http://www.aport.ru ) - вступила в действие на полгода позже Rambler. Одно из главных ее достоинств – это удачные средства составления запросов. Найденные документы располагаются в зависимости от частоты употребления в них искомых терминов и глубины их расположения в тексте.
• Яndex ( http://www.yandex.ru ) - Появилась почти одновременно с системой Апорт!