Компьютерные сети

Содержание

Слайд 2

Определения Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с

Определения

Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью

каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. (отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, пром.роботы, станки с ЧПУ…)
Слайд 3

Определения Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и

Определения

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом

информации.
Совокупность абонента и станции называют абонентской системой.
Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура для передачи данных.
Слайд 4

Классификация вычислительных сетей В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные

Классификация вычислительных сетей

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети

можно разделить на 3 основных класса:
Глобальные сети (WAN – Wide Area Network)
Региональные сети (MAN – Metropolian Area Network)
Локальные сети(LAN - Local Area Network)
Слайд 5

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в разных странах, на разных

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в разных странах, на разных

континентах. Взаимодействие – на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи.
Слайд 6

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от

друга. Она может объединять абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Расстояние между абонентами региональной сети – сотни километров.
Слайд 7

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории (в

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории (в

здании). Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2-2,5 км.
Слайд 8

Режимы передачи данных Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты:

Режимы передачи данных

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик,

сообщение, средства передачи, приемник.
Передатчик – устройство, являющееся источником данных.
Приемник – устройство, принимающее данные.
Слайд 9

Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Средства передачи

Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.
Средства передачи –

физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.
Типы каналов связи: выделенные телефонные каналы, спецканалы для передачи цифровой информации, радиоканалы и каналы спутниковой связи. В ЛВС: витая пара, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.
Слайд 10

Режимы передачи Симплексный режим – передача данных только в одном направлении

Режимы передачи

Симплексный режим – передача данных только в одном направлении (пример

– информация собирается с датчиков и передается в ЭВМ)

Передатчик

Приемник

Слайд 11

Полудуплексный режим – переменная передача информации, когда источник и приемник последовательно

Полудуплексный режим – переменная передача информации, когда источник и приемник последовательно

меняются местами (передача шифровки в развед.центр и прием сообщения из центра)

Передатчик

Приемник

Передатчик

Приемник

Слайд 12

Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений (пример – телефонный разговор) Передатчик Приемник Приемник Передатчик

Дуплексный режим – одновременные передача и прием сообщений (пример – телефонный

разговор)

Передатчик

Приемник

Приемник

Передатчик

Слайд 13

Аппаратные средства Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду,

Аппаратные средства

Чтобы обеспечить передачу информации из ЭВМ в коммуникационную среду, необходимо

согласовать сигналы внутреннего интерфейса ЭВМ с параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи.
Технические устройства, выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналами связи, называются адаптерами . Один адаптер обеспечивает сопряжение с ЭВМ одного канала связи.
Слайд 14

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства – мультиплексоры передачи данных.

Кроме одноканальных адаптеров используются и многоканальные устройства – мультиплексоры передачи данных.
Мультиплексор

– устройство сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи.
Модем – устройство, выполняющее модуляцию и демодуляцию информационных сигналов при передаче их из ЭВМ в канал связи и при приеме в ЭВМ из канала.
Слайд 15

Наиболее дорогим компонентом сети является канал связи. Для выполнения функций коммутации

Наиболее дорогим компонентом сети является канал связи. Для выполнения функций коммутации

нескольких внутренних каналов на один внешний используются устройства – концентраторы.
Для увеличения протяженности используются повторители. Повторитель – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды расстояние.
Слайд 16

Характеристики коммуникационной сети Для оценки качества коммуникационной сети можно использовать следующие

Характеристики коммуникационной сети

Для оценки качества коммуникационной сети можно использовать следующие характеристики:
Скорость

передачи данных (бит в секунду)
Пропускную способность (знак в секунду)
Достоверность передачи информации (ошибок на знак)
Надежность канала связи и модемов (среднее время безотказной работы – в часах)
Слайд 17

Эталонные модели взаимодействия систем

Эталонные модели взаимодействия систем

Слайд 18

Модель взаимодействия открытых систем Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных

Модель взаимодействия открытых систем

Многообразие производителей вычислительных сетей и сетевых программных продуктов

поставило проблему объединения сетей различных архитектур.
Для решения этой задачи была разработана модель архитектуры открытых систем (OSI).
Открытая система – система, взаимодействующая с другими системами в соответствии с принятыми стандартами. Это база для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования.
Слайд 19

Уровни модели OSI Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных друг над

Уровни модели OSI

Модель состоит из 7-ми уровней, расположенных друг над другом.

Уровни взаимодействуют друг с другом (по «вертикали») посредством интерфейсов, и могут взаимодействовать с параллельным уровнем другой системы (по «горизонтали») с помощью протоколов. Каждый уровень может взаимодействовать только со своими соседями и выполнять отведённые только ему функции.
Слайд 20

Модель OSI Прикладной доступ к сетевым службам Уровень Представления Представление и

Модель OSI

Прикладной
доступ к сетевым службам

Уровень

Представления
Представление и кодирование данных

Сеансовый
Управление сеансом связи

Транспортный
Безопасное и

надежное соединение
точка-точка

Сетевой
Определение пути и IP
(логическая адресация)

Канальный
Физическая адресация

Физический
Кабель, сигналы,
бинарная передача

Данные

Данные

Данные

Блоки

Пакеты

Кадры

Биты

Данные

Слайд 21

Уровни Прикладной (Приложений) уровень Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети

Уровни

Прикладной (Приложений) уровень
Верхний (7-й) уровень модели, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя.

Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты.
Пример: протоколы HTTP, POP3, SMTP.
Слайд 22

Уровни Представительский (Уровень представления) Этот уровень определяет синтаксис данных в модели,

Уровни

Представительский (Уровень представления)
Этот уровень определяет синтаксис данных в модели, т.е. представление

данных. Он гарантирует представление данных в кодах и форматах, принятых в данной системе.
Слайд 23

Уровни Сеансовый уровень 5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи,

Уровни

Сеансовый уровень
5-й уровень модели отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям

взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений.
Слайд 24

Уровни Транспортный уровень 4-й уровень модели предназначен для доставки данных без

Уровни

Транспортный уровень
4-й уровень модели предназначен для доставки данных без ошибок, потерь

и дублирования в той последовательности, как они были переданы. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает.
Слайд 25

Уровни Сетевой уровень 3-й уровень модели OSI предназначен для определения пути

Уровни

Сетевой уровень
3-й уровень модели OSI предназначен для определения пути передачи данных.

Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.
Слайд 26

Уровни Канальный уровень Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на

Уровни

Канальный уровень
Этот уровень предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне

и контроля за ошибками, которые могут возникнуть. Полученные с физического уровня данные он упаковывает во фреймы, проверяет на целостность, если нужно исправляет ошибки (посылает повторный запрос поврежденного фрейма) и отправляет на сетевой уровень.
На этом уровне работают коммутаторы, мосты.
Слайд 27

Уровни Физический уровень Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи

Уровни

Физический уровень
Самый нижний уровень модели предназначен непосредственно для передачи потока

данных. Осуществляет передачу электрических или оптических сигналов в кабель или в радиоэфир и, соответственно, их приём и преобразование в биты данных в соответствии с методами кодирования цифровых сигналов. Другими словами, осуществляет интерфейс между сетевым носителем и сетевым устройством.
На этом уровне работают концентраторы (хабы), повторители (ретрансляторы) сигнала и медиаконверторы.
Слайд 28

Локальные вычислительные сети Функциональные группы устройств в сети Сервер – компьютер,

Локальные вычислительные сети

Функциональные группы устройств в сети
Сервер – компьютер, подключенный к

сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Сервер – источник ресурсов сети.
Рабочая станция – персональный компьютер, подключенный к сети, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Слайд 29

Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. Сервер, определенный

Клиент — задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети.
Сервер, определенный ранее,

выполняет запрос, поступивший от клиента.
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.

ОБРАБОТКА ДАННЫХ РАСПРЕДЕЛЕНА МЕЖДУ ДВУМЯ ОБЪЕКТАМИ: КЛИЕНТОМ И СЕРВЕРОМ.

Слайд 30

Физическая передающая среда ЛВС Физическая передающая среда обеспечивает перенос информации между

Физическая передающая среда ЛВС

Физическая передающая среда обеспечивает перенос информации между абонентами

вычислительной сети.
В ЛВС три основных типа кабелей:
Витая пара
Коаксиальный кабель
Оптоволоконный кабель
Слайд 31

Витая пара Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между

Витая пара

Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой.
Скручивание

проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных полей.
Самый простой пример витой пары – телефонный кабель.
Основной недостаток витой пары — плохая помехозащищенность и низкая скорость передачи информации — 0,25 - 1 Мбит/с.
Дешевизна этого вида кабеля делает его достаточно популярным
Слайд 32

Коаксиальный кабель Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает большей

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель по сравнению с витой парой обладает большей механической

прочностью, помехозащищенностью и обеспечивает скорость передачи информации до 10-50 Мбит/с.

Внутренний проводник
Изоляция
Внешний проводник
Защитное покрытие

Слайд 33

Оптоволоконный кабель Оптоволоконный кабель – идеальная передающая среда. Он не подвержен

Оптоволоконный кабель

Оптоволоконный кабель – идеальная передающая среда.
Он не подвержен воздействию электромагнитных

полей и сам практически не имеет излучения.
Скорость передачи данных – более 50 Мбит/с.
Он более дорогой и менее технологичен в эксплуатации

Оптическое волокно
Стеклянное покрытие
Защитное покрытие

Слайд 34

Основные топологии ЛВС Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений

Основные топологии ЛВС

Топология ЛВС – это усредненная геометрическая схема соединений узлов

(компьютеров) сети.
Три основных вида для ЛВС : кольцевая, шинная, звездообразная топологии.
ИЛИ кольцо, шина и звезда.
Слайд 35

Кольцевая топология Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой –

Кольцевая топология

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой – кабелем

передающей среды.
Информация по кольцу передается от узла к узлу, каждый узел ретранслирует посланное сообщение.
В кольцевой топологии отсутствует центральный узел

Узел сети – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети

Слайд 36

Шинная топология Шинная – одна из наиболее простых топологий. Использует коаксиальный

Шинная топология

Шинная – одна из наиболее простых топологий. Использует коаксиальный кабель.
Данные

от передающего узла распространяются от него в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют сообщения. Информация поступает на все узлы, но принимает ее тот, кому она адресована.
Слайд 37

Звездообразная топология Эта топология базируется на концепции центрального узла, к которому

Звездообразная топология

Эта топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются

периферийные узлы.
Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.
Слайд 38

Объединение ЛВС Мост. Самый простой способ объединения ЛВС. Мост – устройство,

Объединение ЛВС

Мост. Самый простой способ объединения ЛВС.
Мост – устройство, соединяющее две

сети, использующие одинаковые методы передачи данных. Сети могут иметь разные топологии и архитектуры, но работать под управлением однотипных сетевых операционных систем.
Слайд 39

Виды мостов Мосты могут быть локальными и удаленными Локальные мосты соединяют

Виды мостов

Мосты могут быть локальными и удаленными
Локальные мосты соединяют сети, расположенные

на ограниченной территории
Удаленные мосты соединяют сети, разнесенные территориально, с использованием внешних каналов связи и модемов.
Локальные мосты могут быть внутренними и внешними
Слайд 40

Маршрутизатор (роутер) Маршрутизатор – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее

Маршрутизатор (роутер)

Маршрутизатор – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующее одну

операционную систему.
Маршрутизаторы часто применяются для подключения сети к Интернету. В некоторых из них предусмотрены встроенные сетевые брандмауэры и другие функции
Маршрутизатор: функционирует на сетевом уровне модели OSI; и отвечает за выбор маршрута передачи пакетов между узлами
Слайд 41

Шлюз Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся

Шлюз

Для объединения ЛВС совершенно различных типов, работающих по существенно отличающимся друг

от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства – шлюзы.
С помощью шлюзов можно подключить локальную вычислительную сеть к главному компьютеру, а также ЛВС подключить к глобальной.
Шлюз – специальный компьютер, который обеспечивает обмен данными между разными сетями. Шлюз переводит информацию с языка протокола ТСР/IР на язык локальной сети, после чего передает ее соответствующему компьютеру
Слайд 42

Система адресации в интернет Для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой

Система адресации в интернет

Для каждого компьютера устанавливаются два адреса: цифровой IP-адрес

и доменный адрес.
IP-адрес имеет длину 32 бита. Он разделяется на 4 блока по 8 бит, которые можно записать в десятичном виде. Адрес содержит полную информацию, необходимую для идентификации компьютера.
Слайд 43

Система адресации в Интернет Два блока определяют адрес сети, а два

Система адресации в Интернет

Два блока определяют адрес сети, а два другие

– адрес компьютера внутри этой сети.
Пример: IP-адрес в десятичном коде – 192.45.9.200

Адрес сети

Адрес подсети

Адрес компьютера