Тема: Компьютерные сети. Интернет.
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
УНИВЕРСИТЕТ «ТУРАН»
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информатика»
Раздел:
«Компьютерные сети. Интернет»
Краткий конспект лекций
Методические материалы для лабораторных занятий
Методические рекомендации по СРСП и СРС
Для студентов специальности 050703 – «Информационные системы»
АЛМАТЫ, 2010
Учебно-методический комплекс составлен старшим преподавателем _________________ на основании государственного стандарта образования по направлению подготовки специальности 050703-«Информационные системы» в соответствии с рабочим учебным планом специальности, утвержденным
«___» ______________ 20__ г.
Рассмотрено на заседании кафедры информационные технологий.
«___» _________________ 20__ г. Протокол №___.
Зав. кафедрой информационных технологий _______________ Тусупова С.А.
Одобрено на заседании Учебно-методического совета университета.
«___» _________________ 20__ г. Протокол №___.
Председатель _______________ Тазабеков К.А.
Содержание
Краткий конспект лекции №15............................................................................................................. 3
Методические материалы для лабораторного занятия №15............................................................ 15
Методические рекомендации по СРСП №15.................................................................................... 16
Методические рекомендации по СРС №15....................................................................................... 17
Краткий конспект лекции №15
Тема: Компьютерные сети. Интернет.
Количество часов: 1.
Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему. Для реализации распределенной обработки данных были созданы компьютерные (вычислительные) сети.
Компьютерная (вычислительная) сеть — совокупность компьютеров, соединенных каналами связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Физическая передающая среда — линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.
Основное назначение компьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.
Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориального распределения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три класса: глобальные вычислительные сети (ЛВС – WAN – Wide Area Network), региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network), локальные вычислительные сети (ЛВС – LAN – Local Area Network).
Глобальная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Региональная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки-сотни километров. ЛВС объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу ЛВС относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов. Протяженность такой сети можно ограничить 2 – 2,5 км.
Локальная компьютерная сеть
ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами.
Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий. Сервер — источник ресурсов сети.
Рабочая станция– персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Обработка данных в системе распределенной обработки данных распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.
Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.
В процессе обработки данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения сложных процедур, чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.
Сервер, определенный ранее, выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего пользования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту.
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. Архитектура клиент-сервер может использоваться как в одноранговых локальных вычислительных сетях, так и в сети с выделенным сервером.
Одноранговая сеть. В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.
Пользователю сети доступны все устройства, подключенные к другим станциям (диски, принтеры).
Достоинства одноранговых сетей: низкая стоимость и высокая надежность.
Недостатки одноранговых сетей:
r зависимость эффективности работы сети от количества станций;
r сложность управления сетью;
r сложность обеспечения защиты информации;
r трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Сеть с выделенным сервером. В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций.
Такой компьютер обычно называют сервером сети. На нем устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства — жесткие диски, принтеры и модемы.
Взаимодействие между рабочими станциями в сети, как правило, осуществляется через сервер. Логическая организация такой сети может быть представлена топологией "звезда". Роль центрального устройства выполняет сервер. В сетях с централизованным управлением существует возможность обмена информацией между рабочими станциями, минуя файл-сервер. После запуска программы на двух рабочих станциях можно передавать файлы с диска одной станции на диск другой (аналогично операции копирования файлов из одного каталога в другой с помощью программы Norton Commander).
Достоинства сети с выделенным сервером:
r надежная система защиты информации;
r высокое быстродействие;
r отсутствие ограничений на число рабочих станций;
r простота управления по сравнению с одноранговыми сетями.
Недостатки сети:
r высокая стоимость из-за выделения одного компьютера под сервер;
r зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;
r меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.
Сети с выделенным сервером являются наиболее распространенными у пользователей компьютерных сетей. Сетевые операционные системы для таких сетей — LANServer (IBM), Windows NT Server и NetWare (Novell).
Назначение ЛВС
Особенно широко ЛВС применяются при разработке коллективных проектов, например сложных программных комплексов. На базе ЛВС можно создавать системы автоматизированного проектирования. Это позволяет реализовывать новые технологии проектирования изделий машиностроения, радиоэлектроники и вычислительной техники. В условиях развития рыночной экономики появляется возможность создавать конкурентоспособную продукцию, быстро модернизировать ее, обеспечивая реализацию экономической стратегии предприятия.
ЛВС позволяют также реализовывать новые информационные технологии в системах организационно-экономического управления.
В учебных лабораториях университетов ЛВС позволяют повысить качество обучения и внедрять современные интеллектуальные технологии обучения.
Объединение ЛВС
Причины объединения ЛВС
Созданная на определенном этапе развития системы ЛВС с течением времени перестает удовлетворять потребности всех пользователей, и тогда встает проблема расширения ее функциональных возможностей. Может возникнуть необходимость объединения внутри фирмы различных ЛВС, появившихся в различных ее отделах и филиалах в разное время, хотя бы для организации обмена данными с другими системами. Проблема расширения конфигурации сети может быть решена как в пределах ограниченного пространства, так и с выходом во внешнюю среду.
В самом простом варианте объединение ЛВС необходимо для расширения сети в целом, но технические возможности существующей сети исчерпаны, новых абонентов подключить к ней нельзя. Можно только создать еще одну ЛВС и объединить ее с уже существующей, воспользовавшись одним из ниже перечисленных способов.
Способы объединения ЛВС
Мост. Самый простой вариант объединения ЛВС — объединение одинаковых сетей в пределах ограниченного пространства. Физическая передающая среда накладывает ограничения на длину сетевого кабеля. В пределах допустимой длины строится отрезок сети — сетевой сегмент. Для объединения сетевых сегментов используются мосты.
Мост — устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных.
Сети, которые объединяет мост, должны иметь одинаковые сетевые уровни модели взаимодействия открытых систем, нижние уровни могут иметь некоторые отличия.
Для сети персональных компьютеров мост — отдельная ЭВМ со специальным программным обеспечением и дополнительной аппаратурой. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем.
Маршрутизатор (роутер). Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства — отправить сообщение адресату в нужную сеть. Называется такое устройство маршрутизатором.
Маршрутизатор, илироутер, — устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну операционную систему.
Маршрутизатор выполняет свои функции на сетевом уровне, поэтому он зависит от протоколов обмена данными, но не зависит от типа сети. С помощью двух адресов — адреса сети и адреса узла маршрутизатор однозначно выбирает определенную станцию сети.
Маршрутизатор также может выбрать наилучший путь для передачи сообщения абоненту сети, фильтрует информацию, проходящую через него, направляя в одну из сетей только ту информацию, которая ей адресована.
Кроме того, маршрутизатор обеспечивает балансировку нагрузки в сети, перенаправляя потоки сообщений по свободным каналам связи.
Шлюз. Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства — шлюзы.
Шлюз — устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, использующими различные протоколы взаимодействия.
Шлюз осуществляет свои функции на уровнях выше сетевого. Он не зависит от используемой передающей среды, но зависит от используемых протоколов обмена данными. Обычно шлюз выполняет преобразование между двумя протоколами.
С помощью шлюзов можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компьютеру, а также локальную сеть подключить к глобальной.
Протоколы компьютерной сети
Взаимодействие между одноименными уровнями модели в различных абонентских ЭВМ должно выполняться по определенным правилам.
Протокол —– это набор правил, определяющий взаимодействие двух одноименных уровней модели взаимодействия открытых систем (ВОС) в различных абонентских ЭВМ.
Протокол не является программой. Правила и последовательность выполнения действий при обмене информацией, определенные протоколом, должны быть реализованы в программе.
Легче всего поддаются стандартизации протоколы трех нижних уровней модели архитектуры открытых систем, так как они определяют действия и процедуры, свойственные для вычислительных сетей любого класса.
Труднее всего стандартизовать протоколы верхних уровней, особенно прикладного, из-за множественности прикладных задач и в ряде случаев их уникальности. Если по типам структур, методам доступа к физической передающей среде, используемым сетевым технологиям и некоторым другим особенностям можно насчитать примерно десяток различных моделей вычислительных сетей, то по их функциональному назначению пределов не существует.
История появления Интернет
В 60-х годах ХХ века, после Карибского кризиса, специалисты Rand Corporation (мозговой центр США) преложили создать децентрализованную компьютерную сеть, покрывающую всю страну. Идея заключалась в том, что даже в случае ядерной атаки не была разрушена связь между военными компьютерами научных и образовательных учреждений, подключенных в эту сеть. Такая структура могла быть осуществлена только в том случае, если между узлами сети существуют множественные связи, то есть все узлы должны иметь одинаковый статус, каждый узел полномочен порождать, передавать и получать сообщения от любого другого узла. Если в обычной сети сервер, выходя из строя, выводил из строя всю сеть, то в новой сети, должно было существовать произвольное количество серверов, каждый из которых сам мог выбирать путь посылки информации.
Предполагалось, что данные, предназначенные для передачи, должны быть разбиты на небольшие стандартные блоки данных, называемые пакетами. Каждый пакет должен иметь адрес назначения и его доставка обеспечивается тем, что каждый узел имеет возможность посылать (или переадресовывать) пакеты по сети к месту назначения.
В 1968 году одно из подразделений Пентагона, – агентство ARPA, начало финансирование этого проекта и осенью 1969 года появилась сеть ARPANET, состоявшая всего из четырех узлов: SDS SIGMA (Калифорнийский университет), SDS-940 (Стэндфордский исследовательский институт), IBM-360 (Калифорнийский институт Санта-Барбары), DEC PDP-10 (университет штата Юта). Днем рождения Интернет принято считать 29 октября 1969 года, когда была предпринята первая попытка дистанционного подключения к компьютеру в исследовательском центре Стэндфордского университета с другого компьютера, который стоял в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. "Отцом-основателем" Интернета иногда называют Винтона Серфа. В 1971 году в составе было уже 15 узлов, а в 1972 г. – 37 узлов. В 1973 году к сети были подключены зарубежные узлы – в Лондоне и Норвегии. В 1974 г. NSF (National Science Foundation) опубликовал стандарт протокола TCP/IP, который стал стандартным в ARPANET в 1983 году. К этому году сеть имела уже устоявшееся название INTERNET. В 80-е годы начался бурный рост Интернет. Схема соединения компьютеров в сеть с децентрализованным управлением распространилась по всему миру.
**** Система адресации в Интернет
Для каждого компьютера в Интернет устанавливают два адреса: цифровой IP-адрес (IP – Internetwork Protocol – межсетевой протокол) и доменный адрес. Оба адреса могут применяться равноценно. Цифровой адрес удобен для обработки на компьютере, а доменный адрес – для восприятия пользователем.
Цифровой адрес имеет длину 32 бита. Для удобства он разделяется на четыре блока по 8 бит, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера. Два блока определяют адрес сети, а два другие – адрес компьютера внутри этой сети. Существует определенное правило для установления границы между этими адресами. Поэтому IP-адрес включает в себя три компонента: адрес сети, адрес подсети, адрес компьютера в подсети.
Пример. В двоичном коде: 11000000001011010000100111001000. В десятичном коде: 192.45.9.200. Адрес сети – 192.45, адрес подсети – 9, адрес компьютера – 200.
При доменном способе адресации все пространство адресов абонентов сети разделено на области, называемые доменами.
Доменный 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.
В системе адресов Интернет приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв. Географические домены некоторых стран: Казахстан – kz, Россия – ru, Украина – ua. Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название. Учебные заведения – edu, Коммерческие организации – com, правительственные учреждения США – gov, организации, занимающиеся сетевыми вопросами – net, некоммерческие организации – org.
Компьютерное имя включает, как минимум два уровня доменов. Каждый уровень отделяется от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются другие имена.
Пример. Существует имя tutor.sptu.edu. Здесь edu – общий домен для школ и университетов. Tutor – поддомен sptu, который является поддоменом edu.
Контроль за использованием доменных имен осуществляет специальная служба Сети – Служба доменных имен (Domain Name Service – DNS).
Основная цель DNS – поставить в соответствие символьному адресу компьютера (то есть доменному имени) его IP-адрес. Доменное имя компьютера состоит из двух частей: имя компьютера и домен (область), в котором он находится.
URL(Uniform Resource Locator — универсальный указатель ресурсов) — способ адресации ресурса в Интернет. URL имеет следующий формат:
протокол :// имя_машины.имя_домена / полное_имя_файла.
Пример. Например, дан следующий адрес ресурса:
http://www.tutorial.ru/name/index.htm.
http – для доступа к ресурсу используется протокол передачи гипертекста.
www.tutorial.ru идентифицирует Интернет-адрес компьютера Сети. Это доменное имя компьютера. Подробнее: Tutorial — уникальная часть доменного имени (в данном случае – это доменное имя второго уровня), однозначно указывающее место хранения данных, www — дополнительная часть, показывающая, что это веб-сервер, а ru – имя зоны, в данном случае – российской (доменное имя первого уровня).
/name/index.htm – полное имя файла, расположенного на данном компьютере.
Пример.Структура адреса URL
| http | :// | www | . | univer | . | edu | . | ru |
| протокол | имя сервиса | домен третьего уровня | домен второго уровня | домен первого уровня |
Электронная почта
Электронная почта, или E-mail (е-мэйл), позволяет послать сообщение любому пользователю глобальных сетей. Принцип ее работы аналогичен функционированию обычной почты, где пользователь бросает письмо в почтовый ящик, его вынимает почтальон и оно доставляется в почтовый ящик адресата, из которого его достает адресат в удобное для себя время. В электронной почте пользователь сам передает письмо автоматической системе доставки, которая практически немедленно помещает его в почтовый ящик адресата, откуда его можно достать в удобное время.
С электронным письмом могут быть посланы вложения (attachment) — дополнительные файлы с любой информацией.
В Интернете функционирует самая массовая электронная почта со своими собственными адресами.
При образовании адреса электронной почты к зарегистрированному имени пользователя добавляется символ @ (а-коммерческое, или собака) и затем — имя домена узла провайдера. Пользователь сам выбирает себе имя при регистрации электронной почты при соблюдении условия его уникальности. Например, [email protected].
Всемирная паутина WWW
WWW (World Wide Web — всемирная паутина)—всемирная система гипертекстовых документов — веб-страниц. которые расположены на веб-серверах и доступны пользователю, компьютера, имеющего подключение к Интернет. Любой компьютер, подключенный к Интернету, может быть веб-сервером. Пользователь может создавать веб-страницы и сайты как на своем собственном сервере, так и на готовом сервере, уже работающем в Сети.
В ноябре 1990 году Тим Бернс Ли – сотрудник Европейского центра ядерных исследований (CERN), используя компьютер NeXT, разработал систему удобного представления документов в сети с использованием идеи гипертекста. Промышленная эксплуатация началась в октябре 1993 года, когда в сети было запущено 200 веб-серверов. Именно с этого момента систему гипертекстовых страниц, расположенную на серверах, назвали WWW. Сегодня аббревиатура WWW стала неким синонимом слова "Интернет", поскольку для массового пользователя работа в Интернет осуществляется в основном через веб-сервера.
Гипертекст — это структурированный текст, который содержит перекрестные ссылки (гиперссылки).
Гиперссылка — выделенная область текста или картинки, при выборе которой на компьютере происходит переход на другой текст или участок этого же текста. Гипертекст лишь просматривается, на нем отсутствует курсор редактирования, и выбор ссылки производится специальным указателем.
Впервые идею гипертекста высказал в 1945 году в своей работе "Пока мы мыслим" Виннивер Буш.
Веб-страница представляет собой файл в формате HTML, т.е. содержащий код, написанный на языке HTML. Файл в формате HTML имеет расширение htm или html. Веб-страница может быть открыта при помощи веб-браузера для просмотра или любого текстового редактора для изменения ее кода.
Для доступа к Интернету необходимо на компьютере подключиться к провайдеру и затем запустить специальную компьютерную программу просмотра веб-страниц — браузер, или веб-обозреватель. В Windows обычно используется Microsoft Internet Explorer. Также популярны браузеры Netscape Navigator и Opera.
В окне браузера нет курсора: браузер не предназначен для ввода текста или иного создания какой-либо информации. Браузер служит для просмотра готовой информации в Интернете на локальном компьютере. Основная задача программы-браузера (англ. browse — пролистать, просмотреть) — открыть по указанному адресу веб-страницу. Современные браузеры располагают широкими возможностями и позволяют работать не только со службой WWW, но и с электронной почтой, телеконференциями, службой удаленного доступа Telnet, передачи файлов FTP и др. При установке Windows автоматически устанавливается браузер Internet Explorer.
В Интернете гипертекстовые веб-страницы объединены в веб-сайты — наборы веб-страниц одной тематики, связанные между собой гиперссылками. Каждый сайт имеет свой адрес в веб-пространстве. При подключении к сайту в броузере набирают его адрес, после чего открывается главная страница сайта. На веб-странице могут быть ссылки на другое место этой страницы, на другую страницу этого сайта или на другой сайт.
HTML (HyperText Masrkup Language — язык разметки гипертекста) — язык, предназначенный для описания структуры веб-страниц. HTML позволяет форматировать текстовую информацию, а также создавать ссылки на другие ресурсы.
HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) — протокол передачи гипертекста, веб-страниц, основной протокол WWW.
Доступ у Интернет можно получить упровайдера (от англ. Internet Service Provider — поставщик услуг Интернет) — организации, предоставляющей услуги по подключению к Интернет.
Упражнение.
1. Откройте папку Сетевое окружение.
2. Найдите папку Общие документы (Shared doc’s) соседнего с вами компьютера (слева).
3. Создайте там папку со своим именем.
4. Скопируйте туда несколько своих файлов.
5. Скопируйте в свою папку несколько файлов с соседнего компьютера.
Задание 1. Настройка браузера.
1. Ознакомьтесь с содержимым пунктов меню браузера.
2. Научитесь производить (Вид Þ Свойства обозревателя)
q настройку домашней страницы браузера;
q настройку временных файлов Интернет (удалите временные файлы);
q настройку вкладки Программы.
Задание 2. Открытие веб-страниц.
1. Откройте веб-страницу поисковой системы Rambler (введите в строку адреса www.rambler.ru и нажмите Enter).
2. Добавьте адрес открытой веб-страницы в Избранное в дополнительную папку Поисковые порталы (Избранное Þ Добавить в избранное...).
3. Найдите информацию о нескольких фирмах г. Алматы, занимающихся предоставлением доступа в Интернет.
4. Сохраните найденные страницы в своей папке.
5. Сохраните несколько рисунков.
Задание 3. Создание электронного почтового ящика.
1. Зайдите на любой сайт, предоставляющий возможность открытия бесплатного почтового ящика (mail.ru, rambler.ru, ok.kz, mailto.kz, hotmail.ru).
2. Зарегистрируйтесь на этом сайте.
3. Напишите и отправьте письмо.
4. Если у вас уже есть ящик, то просмотрите присланные недавно письма.
Методические рекомендации по СРСП №15
РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
УНИВЕРСИТЕТ «ТУРАН»
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Информатика»
Раздел:
«Компьютерные сети. Интернет»
Краткий конспект лекций
Методические материалы для лабораторных занятий
Методические рекомендации по СРСП и СРС
Для студентов специальности 050703 – «Информационные системы»
АЛМАТЫ, 2010
Учебно-методический комплекс составлен старшим преподавателем _________________ на основании государственного стандарта образования по направлению подготовки специальности 050703-«Информационные системы» в соответствии с рабочим учебным планом специальности, утвержденным
«___» ______________ 20__ г.
Рассмотрено на заседании кафедры информационные технологий.
«___» _________________ 20__ г. Протокол №___.
Зав. кафедрой информационных технологий _______________ Тусупова С.А.
Одобрено на заседании Учебно-методического совета университета.
«___» _________________ 20__ г. Протокол №___.
Председатель _______________ Тазабеков К.А.
Содержание
Краткий конспект лекции №15............................................................................................................. 3
Методические материалы для лабораторного занятия №15............................................................ 15
Методические рекомендации по СРСП №15.................................................................................... 16
Методические рекомендации по СРС №15....................................................................................... 17
Краткий конспект лекции №15
Тема: Компьютерные сети. Интернет.
Количество часов: 1.
Распределенная обработка данных — обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему. Для реализации распределенной обработки данных были созданы компьютерные (вычислительные) сети.
Компьютерная (вычислительная) сеть — совокупность компьютеров, соединенных каналами связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Физическая передающая среда — линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.
Основное назначение компьютерной сети — предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.