Телекоммуникационные технологии

Содержание

Слайд 2

ПЛАН: Введение в компьютерные сети Классификация компьютерных сетей Аппаратное обеспечение компьютерных

ПЛАН:

Введение в компьютерные сети
Классификация компьютерных сетей
Аппаратное обеспечение компьютерных сетей
Локальные

компьютерные сети
Глобальные компьютерные сети:
История рождения Internet
Принцип организации связи в Internet
Система гипертекстовых страниц WWW
Адресация в сети Internet
Браузеры
Возможности Internet:
Информационные поисковые системы
Электронная почта (e-mail)
Телеконференции (Internet News), chat
Слайд 3

1. Введение в компьютерные сети Коммуникации – процесс, путь и технические

1. Введение в компьютерные сети

Коммуникации – процесс, путь и технические средства

передачи объекта или информации.
Телекоммуникации – технический процесс передачи сообщений с помощью компьютерных сетей.
Компьютерная сеть (КС) – совокупность компьютеров, объединённых каналами передачи данных для обмена информацией и коллективного использования аппаратных, программных и информационных ресурсов сети.
Слайд 4

Аппаратные ресурсы КС составляют компьютеры различных типов, средства территориальных систем связи,

Аппаратные ресурсы КС составляют компьютеры различных типов, средства территориальных систем связи,

аппаратура сети и средства согласования работы сетей одного и того же или различных уровней.
Программные ресурсы КС представляют собой комплекс программ для планирования, организации и осуществления коллективного доступа пользователей к общесетевым ресурсам, автоматизации процессов обработки информации, динамического распределения и перераспределения общесетевых ресурсов с целью повышения оперативности и надёжности удовлетворения запросов пользователей.
Информационные ресурсы КС представляют собой базы данных общего и индивидуального применения, ориентированные на решаемые в сети задачи.
Слайд 5

Требования к КС: производительность; надёжность и безопасность; расширяемость и масштабируемость; прозрачность

Требования к КС:
производительность;
надёжность и безопасность;
расширяемость и масштабируемость;
прозрачность и управляемость;
совместимость.
Основное назначение КС

– это разделение ресурсов локального компьютера между всеми пользователями. В результате КС породили новые технологии обработки информации – сетевые технологии, которые позволяют совместно использовать информационные ресурсы.
Слайд 6

В сетевых технологиях выделяют 2 важнейших компонента (модуля) любой сети: сервер

В сетевых технологиях выделяют 2 важнейших компонента (модуля) любой сети:
сервер (англ.

server – слуга; тот, кто служит):
специализированное ПО, обслуживающее запросы на доступ к ресурсам компьютера, на котором оно работает.
очень мощный и надёжный компьютер, имеющий постоянное соединение с сетью; работает под управлением сетевой ОС; хранит и отправляет по запросу информацию на клиентские компьютеры.
клиент:
специализированное ПО, которое вырабатывает запросы на доступ к выделенным удалённым ресурсам, т.е. это модули, которые пользуются услугами, предоставляемыми сервером.
компьютер пользователя, соединяющийся с КС через сервер; клиентом может быть любое сетевое устройство, т.к. оно обязательно будет взаимодействовать с другими сетевыми устройствами и пользоваться их услугами.
Слайд 7

2. КС классифицируются по следующим признакам: 1. По территориальной рассредоточенности: Локальные

2. КС классифицируются по следующим признакам:

1. По территориальной рассредоточенности:
Локальные сети (ЛКС,

LAN – Local area network) объединяют относительно небольшое число компьютеров (обычно от 10 до 100, хотя встречаются и гораздо больше) в пределах одного помещения, здания или учреждения. ЛКС имеют замкнутую инфраструктуру и не содержат в своём составе др. сетей.
Региональные (городские) сети (РКС, MAN – Metropolitan area network) объединение компьютеров для обслуживания информационных потребностей большого города, экономического региона, большой страны, абонентами являются как отдельные компьютеры, так и ЛКС.
Глобальные сети (ГКС, WAN – Wide area network) распространяются на страны и континенты. Такая сеть зачастую создаётся путём объединения ЛКС и РКС.
Слайд 8

2. По принадлежности: Ведомственные сети – принадлежат одной организации (ведомству, компании).

2. По принадлежности:
Ведомственные сети – принадлежат одной организации (ведомству, компании).
Государственные сети

– используются в государственных структурах.
3. По скорости передачи информации:
Низкоскоростные (до 10 Мбит/с)
Среднескоростные (до 100 Мбит/с)
Высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с)
4. По типу среды передачи:
Проводные (коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные)
Беспроводные с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.
Слайд 9

5. По способу организации взаимодействия компьютеров: Одноранговые сети - используются в

5. По способу организации взаимодействия компьютеров:
Одноранговые сети - используются в сетях, объединяющих

примерно равные по мощности компьютеры (рабочие станции), которые выполняют одинаковые коммутационные функции, одновременно являясь как клиентом, так и сервером. Основные преимущества данной архитектуры – простота организации и дешевизна.
Двуранговые сети (сети «клиент-сервер») - состоят из множества клиентских компьютеров, обменивающихся информацией исключительно с одним или с несколькими серверами – постоянные хранилища разделяемых ресурсов.
Функции управления сервером возлагаются на системного администратора: он организует размещение данных и ПО, регистрирует уникальные имена пользователей и их пароли, задаёт права доступа к находящимся на сервере разделяемым ресурсам.
Сети клиент-сервер предполагают централизованный доступ к сервису, приложениям и устройствам; обеспечивают более высокий уровень производительности и безопасности.
Слайд 10

3. Аппаратное обеспечение компьютерных сетей Для организации КС необходимо специальное аппаратное

3. Аппаратное обеспечение компьютерных сетей

Для организации КС необходимо специальное аппаратное обеспечение

(сетевой адаптер, сервер, маршрутизатор, коммутатор и др. устройства), ПО и каналы связи, с помощью которых устанавливается соединение.
Канал связи – это физическая среда, для передачи информации между РС или узлами КС.
Каждый из каналов связи характеризуется следующими параметрами:
скорость передачи данных;
максимальная длина линии;
помехозащищённость;
механическая прочность;
удобство и простота монтажа;
стоимость.
Слайд 11

Выделяют следующие виды каналов связи:

Выделяют следующие виды каналов связи:

Слайд 12

Витая пара – состоит из 8 изолированных проводов, свитых по два

Витая пара – состоит из 8 изолированных проводов, свитых по два

между собой.
Достоинства: невысокая стоимость.
Недостатки: плохая помехозащищенность, низкая скорость передачи информации, простота несанкционированного подключения, ограниченное количество пользователей сети.
Коаксиальный кабель – представляет собой многожильный кабель с хорошей изоляцией. По сравнению с витой парой он обладает более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и более высокой скоростью передачи информации.
Слайд 13

Оптоволоконный кабель – состоит из световодов, выполненных из кварцевого стекла толщиной

Оптоволоконный кабель – состоит из световодов, выполненных из кварцевого стекла толщиной

в несколько микрон, помещённых в изоляционное покрытие.
Достоинства: высокая скорость передачи информации, отличная помехозащищённость (не подвержен действию электромагнитных полей, полностью пожаро- и взрывобезопасен, практически не имеет излучения).
Недостатки: высокая стоимость, сложность монтажа, наличие специального оборудования для преобразования световых сигналов в электрические.
Беспроводные (радиоканалы) характеризуются отсутствием кабеля, за счёт чего возможно обслуживание мобильных РС.
Недостатки: низкая скорость передачи данных, плохая помехозащищённость (экранированность зданий, влияние электромагнитных излучений), ограниченная длина линии. Характерной особенностью является снижение скорости передачи данных при удалении пользователей от точек доступа к сети и при увеличении числа работающих пользователей.
Слайд 14

Процесс передачи данных по сети происходит по следующей схеме:

Процесс передачи данных по сети происходит по следующей схеме:

Слайд 15

4. Локальные компьютерные сети Локальная КС представляет совокупность компьютеров, расположенных на

4. Локальные компьютерные сети

Локальная КС представляет совокупность компьютеров, расположенных на ограниченной

территории и объединённых каналами связи для обмена информацией и распределённой обработки данных.
ЛКС используются для автоматизации управленческой деятельности в учреждениях, на предприятиях. При существовании ЛКС информация циркулирует внутри организации, не нуждаясь в выходе наружу.
Слайд 16

ЛКС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные

ЛКС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различные

конфигурации (топология сети) – схема (архитектура) сети, отображающая физическое расположение узлов и соединений между ними.
К основным топологиям ЛКС относятся:
Шинная топология
Кольцевая топология
Звездообразная топология
Полносвязная

Все РС подключаются к единой среде передачи информации. Достоинствами шинной топологии являются низкая стоимость, простота построения и наращивания сети. Недостатки – низкая скорость работы сети и малая надёжность.

РС связаны одна с другой по кругу: последняя РС связана с первой, при этом коммуникационная сеть замыкается в кольцо. Прокладка линии связи может быть довольно сложной и дорогостоящей. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству РС, входящих в ЛКС. Отсюда и основная проблема кольцевой топологии – в случае выхода из строя хотя бы одной из РС вся сеть парализуется.

РС связаны друг с другом не напрямую, а через сервер. Является наиболее быстродействующей. Достоинством данной топологии является также и то, что повреждение одного из кабелей приводит к выходу из строя только того луча «звезды», где находится повреждённый кабель, при этом остальная часть ЛКС остаётся работоспособной. Недостатки – высокая стоимость, более сложная структура, а также ограниченное количество подключаемых к серверу РС.

Наиболее сложная и дорогая. Каждый узел сети связан со всеми другими рабочими станциями. Характеризуется высокой надёжностью и скоростью передачи информации.

Слайд 17

На практике чаще встречаются гибридные (смешанные) топологии ЛКС, которые приспособлены к

На практике чаще встречаются гибридные (смешанные) топологии ЛКС, которые приспособлены к

требованиям конкретного заказчика и сочетают фрагменты типовых топологий, которые были рассмотрены выше. Примером может служить древовидная топология ЛКС - развитый вариант шинной топологии. Дерево образуют путём соединения нескольких шин. Используют, чтобы соединить сетью несколько этажей в здании или несколько зданий, расположенных на одной территории.
Слайд 18

5. а) История рождения Internet В январе 1969 года впервые была

5. а) История рождения Internet

В январе 1969 года впервые была запущена

система, связавшая между собой четыре компьютера в разных концах США. Через год начала действовать новая информационная сеть ARPANET (Advanced Research Projects Administration – управление передовыми исследовательскими проектами), которая предназначалась для управления военными операциями и надёжного сетевого соединения с подрядчиками, выполнявшими военные заказы. В 1973 году сеть ARPANET стала международной: впервые были соединены компьютеры разных стран. Когда в сеть оказались соединёнными уже тысячи компьютеров, появилась необходимость полностью переработать механизм доступа к ARPANET. Таким механизмом стал в 1983 году протокол TCP/IP позволявший пользователям подключаться к сети при помощи обычной телефонной линии. В этом же году произошло разделение ARPANET на MILNET – сеть Военно-промышленного комплекса и на остальное пространство для общественности.
Слайд 19

В1988 году была создана технология Единой Информационной паутины World Wide Web,

В1988 году была создана технология Единой Информационной паутины World Wide Web,

и все имевшиеся в сети ресурсы превратились в единую гипертекстовую структуру. В начале 90-х годов появился способ графического отображения информации. Сеть стала способна нести не только текст, но и графику, а позднее – элементы мультимедиа (звук и видео). В1995 году сеть Интернет превратилась в самое крупное средство массовой коммуникации.
14 апреля 1998 года состоялся запуск новой сети Интернет-2. Скорость прохождения данных в Интернет-2 превышает возможности самых быстрых каналов Интернет более чем в 1000 раз. Пока новая сеть обслуживает исключительно крупные учебные и исследовательские организации.
Слайд 20

5. б) Принцип организации связи в Internet Internet – глобальная КС,

5. б) Принцип организации связи в Internet

Internet – глобальная КС, объединяющая

ПК отдельных пользователей и ЛКС предприятий и организаций.
Internet – это совокупность взаимосвязанных коммуникационных центров, к которым подключаются региональные поставщики сетевых услуг и через которые осуществляется их взаимодействие.
 Internet представляет собой объединение огромного числа сетей различных уровней. Малые сети имеют выходы (шлюзы) в сети более высокого ранга, в согласованную систему адресов и протоколов (правил) передачи данных, и так образуют Интернет – сеть сетей.
Слайд 21

Структура глобальной компьютерной сети Чтобы Сеть могла функционировать, в ней существуют

Структура глобальной компьютерной сети
Чтобы Сеть могла функционировать, в ней существуют

специальные компьютерные узлы, объединённые между собой каналами связи.
Каждый узел – это один или несколько мощных компьютеров, постоянно подключённых к сети и работающих чаще всего под управлением операционной системы UNIX. Такие компьютеры называются хост-машинами. Если хост-компьютер наряду с управлением сетью хранит банки информации, то их называют серверами.
Управляет узлом или сервером провайдер – организация (фирма), которая предоставляет пользователю за определённую плату доступ в Internet .
Кроме сервера провайдер имеет специальные высокоскоростные каналы связи (волоконно-оптические кабели или спутниковую связь). Эти каналы позволяют одновременно работать в Internet сотням и даже тысячам пользователей.
Коммуникации по ГКС осуществляются посредством телефонных линий, спутниковой или оптической связи.
Слайд 22

В сеть Internet входят миллионы компьютеров и сетей, работающих под управлением

В сеть Internet входят миллионы компьютеров и сетей, работающих под управлением

разных операционных систем, на разных аппаратных платформах. Поэтому при обмене информацией все компьютеры должны пользоваться едиными правилами, единым «интерфейсом» между всеми сетями и отдельными компьютерами.
Протокол – это набор соглашений о правилах формирования и форматах сообщений Интернет, о способах обмена информацией между абонентами сети.
Различают два типа протоколов:
базовые протоколы, отвечающие за физическую пересылку электронных сообщений (TCP, IP, TCP/IP);
прикладные протоколы более высокого уровня, отвечающие за функционирование специализированных служб Internet (HTTP, FTP и т.д.).
Слайд 23

В глобальных сетях существует два режима информационного обмена. Диалоговый режим (или

В глобальных сетях существует два режима информационного обмена. Диалоговый режим (или

режим реального времени), называется on-line. И пакетный режим, когда пользователь передаёт порцию информации в коротком сеансе связи и отключается от сети, пока его запрос не будет обработан, называется off-line.
Чтобы подключить свой компьютер к Internet, необходимы:
коммуникационное оборудование (модем, сетевая плата) и канал связи (телефонная линия, выделенная телефонная линия);
адрес хотя бы одного сервера, т. е. заключить договор с провайдером;
коммуникационные программы, т.е. иметь «программу-клиент» на своём компьютере.
Слайд 24

5. в) Система гипертекстовых страниц WWW Большинство документов Интернета, имеет гипертекстовый

5. в) Система гипертекстовых страниц WWW

Большинство документов Интернета, имеет гипертекстовый формат.

Службу Internet, управляющую передачей таких документов, называют World Wide Web (WWW, Web). Этим же термином, или средой WWW, называют обширную совокупность Web-документов.
Отдельным документом WWW является Web-страница – это наименьшая единица всемирной паутины, которая может содержать текст, графические иллюстрации, мультимедийные объекты, а также гипертекстовые ссылки. Гиперссылка — это выделенный фрагмент документа (текст или иллюстрация), с которым ассоциирован адрес другого Wеb-документа.
Слайд 25

Гиперссылки, соединяя между собой множество различных страниц, образуют гигантскую паутину -

Гиперссылки, соединяя между собой множество различных страниц, образуют гигантскую паутину -

World Wide Web (Всемирная паутина). Документы WWW хранятся на Wеb-серверах, на котором обычно размещают не отдельный документ, а группы тематически связанных документов - Wеb-узел или сайт.
Для создания Wеb-страниц используется специализированный язык программирования НТМL — язык разметки гипертекста.
Слайд 26

5. г) Адресация в сети Internet Адресация – способ идентификации абонентов

5. г) Адресация в сети Internet

Адресация – способ идентификации абонентов сети.
Чтобы

информация могла безошибочно передаваться с одного компьютера на другой, необходимо наличие уникальных адресов, с помощью которых можно однозначно определить получателя информации. Любому компьютеру в сети назначают IP-адрес – уникальный номер, однозначно идентифицирующий компьютер в Internet, например, 192.168.217.1.
Слайд 27

IP-адресам соответствуют доменные адреса (символьное имя компьютера, удобное для восприятия человеком),

IP-адресам соответствуют доменные адреса (символьное имя компьютера, удобное для восприятия человеком),

которые строятся по иерархическому принципу. Домен самого верхнего, первого, уровня определяет географическое местонахождение сервера или категорию организации владельца. Для преобразования IP-адреса в символьное имя и обратно используется служба доменных имён – DNS (Domain Name System).
Слайд 28

В пространстве информационных ресурсов Internet для указания точных координат документов или

В пространстве информационных ресурсов Internet для указания точных координат документов или

сервисов используются URL-адреса (Uniform Resource Locator — универсальный указатель на ресурс).
URL-адрес состоит из 3-х частей:
имя протокола для доступа к службе интернет
имя сервера (адрес компьютера), на котором хранится ресурс
путь поиска документа на сервере.
Слайд 29

Типичный адрес выглядит примерно так: http://www.siren.ru/info/job.html http - метод доступа к

Типичный адрес выглядит примерно так: http://www.siren.ru/info/job.html

http - метод доступа к информации. В

данном случае протокол передачи гипертекстовых документов HTTP (Hyper Text Transfer Protocol).
www.siren.ru - доменное имя сайта, которое указывает на определенный сервер. В адресе узла заглавные и строчные буквы не различаются. Доменные имена бывают нескольких уровней.
I уровень www.ru
II уровень www.siren.ru
III уровень www.siren.rose.ru и т.д.
Домен самого верхнего, первого, уровня определяет географическое местонахождение сервера (для России - ru, для Украины - ua, для Германии — de, для Франции - fr, Канады — ca и т. д.) или категорию организации владельца (.com – коммерческий сайт, .edu – сфера образования и т.д.).
info/job.html - путь к документу на удаленном компьютере. Наклонной чертой отделяются каталоги, а в конце URL указывается название ресурса (Web-страницы).
Слайд 30

5. д) Браузеры Для просмотра информационных ресурсов и использования всех возможностей

5. д) Браузеры

Для просмотра информационных ресурсов и использования всех возможностей

Internet применяются специальные программы-просмотрщики – браузеры (от английского слова browser – посетитель магазина, рассматривающий товары, перелистывающий книги).
Наибольшей популярностью пользуются браузеры Microsoft Internet Explorer, Netscape Navigator, Opera, Mozilla Firefox и др.
Слайд 31

6. а) Информационные поисковые системы Поиск информации во Всемирной паутине осуществляется

6. а) Информационные поисковые системы

Поиск информации во Всемирной паутине осуществляется с

помощью:
обращения по URL-адресу;
навигации по гиперссылкам;
информационно-поисковых систем.
Поисковая система представляет собой специализированный Wеb-узел. Отличительной чертой всех поисковых систем служит наличие на её странице специального окна (формы), предназначенного для ввода ключевых слов. Запрос на поиск нужной информации задаётся в виде набора ключевых слов.
Слайд 32

Машины поиска исследуют Wеb-страницы, анализируют их содержание и каталогизируют их в

Машины поиска исследуют Wеb-страницы, анализируют их содержание и каталогизируют их в

огромные базы данных. После того как вы вводите критерии поиска, машина поиска ищет в базе данных максимальное количество совпадений. Затем на экран выводится список Wеb-страниц, соответствующих запросу пользователя. Обычно список Wеb-страниц организован таким образом, что в начале его находятся страницы, в наибольшей степени соответствующие заданным вами критериям.
К наиболее распространенным поисковым системам можно отнести Rambler, Yandex, Google, Aport и др.
Слайд 33

6. б) Электронная почта (e-mail) Электронной почтой (е-mail) называется передача сообщения

6. б) Электронная почта (e-mail)

Электронной почтой (е-mail) называется передача сообщения с

одного компьютера на другой электронным способом.
Электронная почта удивительным образом сочетает в себе оперативность телефонного звонка с некоторой «обезличенностью» письма, создавая совсем особый, не существовавший ранее вид корреспонденции.
Слайд 34

Структура адреса электронной почты: имя пользователя @ адрес хост-компьютера Маршрутизаторы в

Структура адреса электронной почты:

имя пользователя @ адрес хост-компьютера
Маршрутизаторы в Интернет, которые,

направляют ваше письмо на почтовый сервер, обрабатывают доменный адрес хост-компьютера (имя+домен верхнего уровня).
Почтовый сервер, который получает письмо, обрабатывает имя пользователя, направляя письмо в соответствующий почтовый ящик.
Сообщения накапливаются на почтовом сервере, а затем передаются на компьютер адресата по запросу. Для отправки сообщений можно использовать программу для работы с электронной почтой Outlook Express.
Слайд 35

6. в) Телеконференции (Internet News), chat Телеконференции (UseNet) - представляют собой

6. в) Телеконференции (Internet News), chat

Телеконференции (UseNet) - представляют собой

способ общения людей, имеющих доступ в сеть Интернет, для обсуждения каких-либо вопросов или распространения информации. Сообщение в UseNet называется письмом или статьей. Все письма группируются по темам в так называемые группы новостей (Newsgroups), а совокупность новостей называется конференциями или новостями (News). Каждый может разместить в группе свое сообщение (статью) или послать свой ответ на чужое.
Слайд 36

Телеконференции в сети поддерживают серверы новостей. Механизм передачи каждого сообщения похож

Телеконференции в сети поддерживают серверы новостей. Механизм передачи каждого сообщения похож

на передачу слухов.
Телеконференции по форме контроля сообщений делятся на свободные (открытые) и модерируемые (закрытые), по режиму доступа – on-line и off-line.
Слайд 37

Интернет также позволяет общаться в реальном времени с любым пользователем сети,

Интернет также позволяет общаться в реальном времени с любым пользователем сети,

где бы он ни находился. Данная услуга называется IRC (Internet Relay Chat). Разговором в реальном времени, данный сервис называется из-за того, что между посылкой сообщения и ответом на него проходит очень короткое время – около секунды. Данный сервис называют чатом (от англ. сhat – беседу).
Chat (разговор, беседа) — это практически то же самое, что и телеконференции, с той лишь разницей, что общение здесь происходит в реальном времени.
Слайд 38

В какой-то степени, IRC можно сравнить с Usenet только с одним

В какой-то степени, IRC можно сравнить с Usenet только с одним

отличием, в IRC дискуссии ведутся, в реальном времени, а в Usenet сообщения хранятся на сервере, и вы можете получить их в то время, когда это будет необходимо.
Конференции IRC обслуживаются специальными IRC-серверами, для участия в них вам необходима программа – IRC-клиент. У каждого пользователя на IRC-сервере имеется уникальный Nick-name, или псевдоним.