Искусственные и реальные сети

По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные. Искусственные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему (не используется модем). Само соединение называют нуль-модемным. Искусственные сети используются когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MS-DOS и windows снабжены специальными программами для реализации нуль-модемного соединения.
Основной недостаток - низкая скорость передачи данных и возможность соединения только двух компьютеров.

Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных.
Основной недостаток - необходимость в дополнительных устройствах.

Одноранговые сети

С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые и с выделенным сервером.

Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.

Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как windows, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с windows, OS/2) и некоторых других.

Достоинства одноранговых сетей:

1. Наиболее просты в установке и эксплуатации.

2. Операционные системы DOS и windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.
Недостатки:

В условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.

Топология и протоколы сетей. Пакет. Трафик. Веб технологии, сервисы Интернет.

Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети.

Ветвь сети - это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

- оконечный узел - расположен в конце только одной ветви;

- промежуточный узел - расположен на концах более чем одной ветви;

- смежный узел - такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией

Топологией сети называется физическую или электрическую конфигурацию кабельной системы и соединений сети. В описании топологии сетей применяются несколько специализированных терминов:

- узел сети – компьютер, либо коммутирующее устройство сети;

- ветвь сети – путь, соединяющий два смежных узла;

- оконечный узел – узел, расположенный в конце только одной ветви;

- промежуточный узел – узел, расположенный на концах более чем одной ветви;

- смежные узлы – узлы, соединенные, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Существует всего 5 основных типов топологии сетей:

1. Топология “Общая Шина”.

В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной:

Общая шина является очень распространенной топологией для локальных сетей. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки и унифицирует подключение различных модулей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.

Топология “Звезда”.

В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети:

В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной - большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

Топология “Кольцо”.

В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении:

Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии - простота управления, недостаток - возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.

Ячеистая топология.

Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами:

В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.

Смешанная топология.

В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Сетевые протоколы

Для возможности создания и эффективного функционирования любой сети необходимо стандартизировать методы работы в ней. С этой целью разрабатываются и используются сетевые протоколы.

Протокол (Protocol) - это стандарт, определяющий поведение функциональных блоков при передаче данных; правило, определяющее взаимодействие, набор процедур обмена информацией между параллельно выполняемыми процессами в реальном масштабе времени.

Передача и приём сообщений в любых компьютерных сетях осуществляется с помощью специальных протоколов обмена данными, представляющих набор семантических и синтаксических правил, определяющих поведение функциональных блоков в сети.

Протоколом сети называется стандарт на взаимодействие одноименных уровней и процессов взаимодействия между собой; документ, определяющий правила и процедуру совместного взаимодействия систем и ЭВМ.

На низком уровне обмен данными между ПК производится методом передачи пакетов сообщений. Протоколы среднего уровня NetBIOS, IPX/SPX, TCP/IP обычно выполняют функции транспортного средства, позволяя компьютерам сети обмениваться данными друг с другом. Протоколы высокого уровня обеспечивают перенаправление файлов и обслуживание файл-серверов методом передачи пакетов сообщений с использованием протоколов среднего уровня.

В Интернет данные пересылаются в пакетах с помощью протокола IP.

IP-протокол (Internet Protocol) является межсетевым протоколом. Он обеспечивает доставку сетевых пакетов с информацией и межмашинные коммуникации. Протокол управляет адресацией пакетов, направляя их по разным маршрутам между узлами сети, и позволяет объединять различные сети.

Пакетом называется фрагмент данных, к которому присоединен заголовок с указанием служебной информации о том, куда, на какой ПК этот пакет данных должен быть передан.

Правила работы с пакетами данных называются протоколом TCP.

TCP-протокол (Transmission Control Protocol) служит для организации надёжной полнодуплексной связи между конечными пунктами (узлами) обмена информацией в Интернете. Он преобразует сообщения в поток пакетов на передающей стороне и собирает полученные пакеты в сообщения на приёмной стороне. Протокол TCP основан на протоколе IP, поэтому их обычно обозначают вместе – TCP/IP. Эти межсетевые протоколы управляют передачей данных в сети.

Для приёма и отправки сообщений в Интернете используются специальные протоколы POP3 и SMTP. Протокол POP3(Post Office Protocol, версия 3) позволяет компьютеру пользователя загружать поступающую почту через телефонную сеть, а протокол SMTP (Simple Mail Transport Protocol) используется для отправки почты с компьютера пользователя. Протокол POP3 предусматривает обращение почтового пользователя сети к почтовому серверу с предложением забрать пришедшие письма, сообщает серверу имя ящика и пароля, загружает сообщения клиенту и удаляет их из почтового ящика. С помощью SMTP происходит накопление отправляемых писем и обеспечение их получения адресатом.

FTP – протокол файлового обмена. Он используется для пересылки файлов с одного компьютера на другой, например, для получения клиентом файлов с FTP-сервера.

Telnet – протокол эмуляции терминала. Он служит для управления в сети (в т.ч. Интернете) одним компьютером с помощью другого. При этом можно не только просматривать файлы другого компьютера, но и использовать его программы (теледоступ).

К протоколам электронной почты можно отнести:

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – простой протокол пересылки сообщений. Даёт возможность пересылать почтовые сообщения от компьютера пользователя на сервер.

POP3 i IMAP дают возможность пользователю забирать или читать сообщения с почтового сервера.

С развитием мобильной связи намного выросла роль электронных сообщений.

Протокол WAP даёт доступ к сервисам Internet пользователям мобильных телефонов, пейджеров, электронных органайзеров, которые используют разные стандарты связи.

Существуют и другие протоколы. Так, в Интернете используется стандарт OSI (Open Systems Interconnection), обеспечивающий взаимосвязь открытых систем для европейских информационных сетей.

Трафик

Происходит от английского «traffic» может переводиться как «движение», «транспорт», «перевозки» или «торговля». Под интернет-трафиком понимается объём данных, переданных через интернет-соединение за определённый момент времени. Трафик бывает входящий и исходящий. Первое – это количество данных, которые вы скачали. Второе - объём данных, которые вы отправили.

Стоит отметить, что здесь учитывается не только непосредственное скачивание файлов, но и вообще любые данные, передаваемые через сеть: например, когда вы открываете веб-страницу, вы загружаете на свой компьютер данные о ней, а когда вводите в поисковике запрос и нажимаете кнопку «Поиск», отправляете данные на удалённый сервер.

Сервисом Интернета называют программу, выполняющую определенные функции для обеспечения работы пользователей в Интернете.

Существует ряд способов работы с компьютерной сетью:

- получение информации с электронной доски объявлений;

- обмен данными по электронной почте;

- получение списков рассылки;

- участие в электронных форумах, телеконференциях и т.п.;

- обмен текстовыми сообщениями в чатах;

- копирование файлов с помощью FTP;

- использование интернет-телефонии и др.

Эти способы составляют сервисы Интернета, которые предоставляются провайдерами сети. Рассмотрим их подробнее.

Электронная доска объявлений (англ. “Bulletin Board System”, BBS). Обычно так называют небольшие системы с доступом по телефонным каналам связи, предназначенные для местных пользователей. Современные BBS встречаются и используются редко. За рубежом BBS используются, в том числе для распространения информации об организациях, местных событиях, выпускаемой издательствами литературе (книжные обзоры) и др.

Электронная почта

Обмен электронной корреспонденцией – один из самых простых, но интенсивно используемых сервисов. В электронной почте транспортная служба имеет дело с файлами, обрабатываемыми компьютерами, а не с бумагой, передаваемой с помощью различных физических средств, как это делается в классических почтовых системах. В этой службе можно отправлять файлы как приложения (Attachment) и рассылать почту одновременно по нескольким адресам (циркулярно). С учётом сказанного электронная почта (E-Mail) – служба почтовой связи, в которой доставка сообщений осуществляется электронными методами с помощью компьютеров, подключённых к телекоммуникациям.

Списки рассылки

Существует форма обмена информацией между пользователями сети Интернета – “списки рассылки” (Mailing list, Listserv), напоминающая электронную конференцию. Это централизованная система, как правило, поддерживается конкретным инициатором. Он осуществляет по электронной почте обычно бесплатную рассылку поступающей в конференцию информации по определенной теме. Для регулярного получения информации на неё надо подписаться – послать на сайт рассылки сообщение, например “Listserv”.

Электронные конференциии и форумы

Электронная конференция, проводимая в сетях Интернета, подобна автоматически поддерживаемым спискам рассылки электронных писем по определенным тематикам. В рамках темы конференции абонент пишет письмо, отправляет его на определенный адрес, и письмо автоматически рассылается всем, подписавшимся на данную конференцию (её участникам). Основное отличие от списков рассылки заключается в том, что сообщения рассылаются не конкретному пользователю, а хранятся на многих серверах, специально организованных для поддержания соответствующих конференций. Сообщения через некоторое время удаляются. Такие конференции существуют до тех пор, пока есть люди, которые в них пишущит.

Форумы образуют в Интернете сообщества людей (группы пользователей глобальной сети) для обмена мнениями, консультирования, получения новостей по интересам. Для участия в них необходимо составить информационное сообщение о своём сайте и отправить его в соответствующую конференцию. Затем следует ответить на все предлагаемые форумом вопросы и “поселиться” в одной или нескольких его конференциях.

В Интернете существует сервис, позволяющий организовать “разговор” двух и более пользователей в реальном режиме времени, который называют “Чат” (анл. “Chat” – беседовать, болтать), а сервис – телеконференции в режиме реального времени (IRC – Internet Relay Chat). Услуга аналогична телеконференциям, но осуществляется в режиме реального времени. Пользователи интерактивно общаются друг с другом с помощью клавиатурного ввода текстов в специальном окне программы. Это своеобразный разговор между людьми в письменной форме по сети Интернет. Его разновидность – ICQ (I Seek You – я ищу тебя) приложение, используемое для интерактивного общения двух пользователей Интернета, автоматически осуществляет вызов и показывает, кто из знакомых находится на связи. Каждый участник имеет собственный идентификационный номер.

Разновидностью электронной конференции является телеконференция, т.е. конференция, видимая на расстоянии (видеоконференции) – средство и способ визуального интерактивного общения территориально удалённых людей в компьютерных сетях. Первые видеоконференции в середине 1960-х годов провела компания AT&T. Выделяют три варианта проведения видеоконференций: студийные, групповые и персональные.

В видеоконференциях пользователям обеспечивается выделенный доступ к информации группового использования для совместного проведения электронных тематических конференций. При этомкаждый участник видит и слышит остальных.

Аудиоконференции (голосовые конференции) обеспечивают пользователям в Интернете вызов, соединение и разговор аналогично осуществляемым при обычной телефонной связи. Для ведения обычных телефонных разговоров через интернет используется технология интернет телефонии.

Веб-вещание предусматривает трансляцию через Интернет видеоматериала телевизионного качества изображения и звука. Его используют при трансляции на большую аудиторию (более 30 человек). Отличие от видеоконференции заключается в односторонней передаче потокового изображения и звука. При этом могут использоваться сеансы вопросов и ответов.

Копирование файлов в сети осуществляется с помощью FTP. В Интернете существуют специальные библиотеки файлов, предоставляющие пользователям возможность переписать их на собственные компьютеры. FTP позволяет осуществлять передачу файлов независимо от используемых в сети компьютеров. Пользователи сети могут записать свои файлы на FTP-сервер. Для этого на их компьютерах должна быть программа FTP-клиента. FTP-сервер – большое хранилище (архив) файлов. Принцип его работы отличается от Web-серверов по структуре и способу подачи информации.

Интернет-телефония (англ. “Internet Telephony” – IT и IP-телефония) позволяет разговаривать по телефону, используя технологии Интернета. С помощью компьютерной техники и телекоммуникаций она в реальном времени обеспечивает недорогую голосовую связь. IP-телефония позволяет использовать любую IP-сеть для ведения междугородних и международных телефонных разговоров и передачи факсов в режиме реального времени.

Суть этого сервиса заключается в том, что голос вызывающего абонента переводится в цифровую форму (оцифровывается), разделяется на равные порции – “пакеты”. В таком виде он пересылается по компьютерной сети. На приёмном конце пакеты собираются. Хранящаяся в них информация обратно преобразуется в голосовой сигнал, который поступает в телефонную сеть к вызываемому абоненту. При соединении в Интернет двух компьютеров между собой с помощью IP-адресов шлюзы и другие дополнительные устройства (кроме модемов) не требуются. Обмен сигналами происходит практически одновременно, благодаря чему обеспечивается полнодуплексный разговор.

Web-технологии есть концепция работы с информацией.

Она отличается следующими особенностями:

- техническая основа Web-технологий – локальные и глобальные сети, часто Интернет

- применение особого типа тонких клиентов: web-браузеров (ти- ы и история, современное состояние браузеров отдаются на самостоятельное изучение)

- преимущественно текстовая и статично-графическая подача информации (ослабление этой тенденции связано с развитием технологий связи и ПО, экспансией медиаконтента)

- изменения в информационных источниках мгновенно отражаются в публикациях;

- число потребителей информации практически не ограничено. публикатор сам может задать особые условия на доступ к публикуемой информации;

- в публикациях могут содержаться ссылки на другие публикации без ограничения на местоположение и источники материалов;

- активная работа поисковых машин (история, современное состояние и роль поисковых машин отдаются на самостоятельное изучение);

- доставка и тиражирование контента практически бесплатны.

Привлекательность Web-технологий как средства доставки информации во многом определяет универсальный интерфейс между человеком и компьютером. Каждому человеку понятны надписи, заголовки, ссылки, картинки. Веб-интерфейс как средство доступа к информации интуитивно понятен. Следствием простоты веб-интерфейса является широкая употребимость Интернета как канала коммуникации. Браузер - программа для просмотра веб-страниц и работы с информацией в веб- интерфейсе. Браузеры – программы, которыми обеспечены все современные компьютеры большое число т.н. «гаджетов». Теоретически все браузеры должны отображать все сайты, сделанные по стандартам, одинаково. Практически имеется множество тонкостей и сложностей. Наиболее популярные браузеры: Internet Explorer, Firefox, Opera, Safari, Chrome.