Презентация "Компьютерные коммуникации. ЛВС. Топологии сетей. Сеть Интернет. Сервисы Интернета"

Лекция

• Компьютерные коммуникации. ЛВС. Топологии сетей.
• Сеть Интернет.
• Сервисы Интернета.

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть.

• Компьютерная сеть — система двух или более компьютеров, связанных каналами передачи информации.
• В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение - сетевое оборудование и специальное программное обеспечение - сетевые программные средства.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:

• обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
• обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.

Классификация компьютерных сетей

• По территориальной распространенности

• КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

• локальные

• региональные

• глобальные

Классификация компьютерных сетей

• По принадлежности

• ведомственные

• государственные

• семейные

• корпоративные

• международные

• домовые

• КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Классификация компьютерных сетей

• По скорости передачи информации

• КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

• низкоскоростные
• (до 10 Мбит/с)

• среднескоростные
• (до 100 Мбит/с)

• высокоскоростные
• (свыше 100 Мбит/с)

Классификация компьютерных сетей

• По типу среды передачи

• коаксиальные

• на витой паре

• оптоволоконные

• по радиоканалам
• (Wi-Fi, BlueTooth)

• в инфракрасном диапазоне

• телефонные

• бытовые электрические

• КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Локальная вычислительная сеть ЛВС

• Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).
• Локальная вычислительная сеть, ЛВС ( англ. Local Area Network, LAN ) — компьютерная сеть, покрывающая относительно небольшую территорию.
• Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются, например, с помощью кабелей.

Топологии сетей

• Топологией сети называется физическая или электрическая конфигурация кабельной системы и соединений сети.

Четыре базовых топологии: шина, кольцо, звезда и ячеистая топология.

• шина

• звезда

• кольцо

• ячеистая топология

Топологии сетей

• Топология типа Ши́на, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции.
• Звезда́ — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор).
• Кольцо́ — базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.
• Ячеистая топология— соединяет каждую рабочую станцию сети со всеми другими рабочими станциями этой же сети.

ЛВС – основные понятия

• Локальные сети чаще всего могут иметь топологию «шина» или «звезда».
• В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине),
• во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю.

ЛВС - основные понятия

• Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером.
• Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети.
• Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети.
• Управление сетевыми политиками называется администрированием сети.
• Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.

Интернет – это глобальная компьютерная сеть, которая:

• логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов (каждый компьютер, подключаемый к сети имеет свой уникальный адрес);
• способна поддерживать коммуникации (обмен информацией);
• обеспечивает работу высокоуровневых сервисов (служб), например: WWW, электронная почта, телеконференции, разговоры в сети и другие.

Internet предоставляет пользователям всевозможные информационные и коммуникационные услуги.

• Информационные услуги - услуги доступа к информации:
• Доступ к информационные ресурсам сети, то есть можно получить необходимую информацию, имеющуюся на серверах сети, например, документы, файлы, информацию из различных баз данных и т.п.;
• Размещение собственной информации в сети. Существует множество серверов, предоставляющих возможность бесплатно разместить на них информацию. Если информация размещается в целях публикации, то любые пользователи Internet могут получить доступ к этой информации и получать и просматривать ее в любое время.

Internet предоставляет пользователям всевозможные информационные и коммуникационные услуги.

• Коммуникационные услуги - услуги обмена информацией, общения: 
• Обмен информацией в отсроченном режиме. Так работает, например, электронная почта. Отправитель направляет письмо в почтовый ящик получателя, который просмотрит это письмо в удобное для него время.
• Обмен в режиме реального времени. Например, разговоры в сети. Люди набирают свои реплики с клавиатуры и посылают их на разговорный сервер, и эти реплики видят все участники разговора одновременно.

История возникновения  Internet

• 1969 – 4 компьютера объединены в APRANET.
• 1971 – работа над проектом Internetting Project (Проект объединения сетей). В ходе выполнения проекта был разработан протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol – Протокол управления передачей/Межсетевой протокол).
• 1 января 1983 года был осуществлен одновременный переход всех компьютеров в составе ARPANET на протокол TCP/IP.
• 1990 – первая российская сеть RELCOM, созданная на базе Курчатовского института атомной энергии в Москве.

Передача информации в Интернет

• Передача информации в Интернете имеет две главных особенности:
• Пакетная передача. В исходном узле сети сообщение разделяется на части-пакеты. Каждый пакет снабжается служебным заголовком, который содержит адрес отправителя, адрес получателя, номер пакета, контрольную сумму и другую служебную информацию. В конечном пункте из полученных пакетов сообщение восстанавливается.
• Пакетная передача позволяет передавать по каналу связи одновременно сообщения разных пользователей: никто не простаивает в очереди. Если на линии возникают помехи, заново приходится передавать только поврежденные пакеты, а не все сообщение целиком.
• Коммутация пакетов. Информационные пакеты в каждом узле передаются следующему доступному узлу по маршруту следования. Прохождением пакета по сети управляет служебная часть пакета — заголовок.

Протокол TCP/IP

• Протокол TCP/IP является базовым протоколом Интернета. Как следует из названия, он объединяет в себе два протокола — TCP и IP.
• Протокол TCP (от англ. Transmission Control Protocol, протокол управления передачей) разбивает информацию на порции (пакеты) и нумерует их, чтобы при получении можно было правильно собрать исходное сообщение.
• Далее протокол IP (от англ. Internet Protocol, протокол Интернета) снабжает пакеты адресами отправителя и получателя, контрольной суммой, другой служебной информацией и отправляет образовавшиеся IP-пакеты в сеть.
• В конечной точке протокол TCP проверяет, все ли части сообщения получены. А так как разные пакеты приходят в конечную точку разными путями, порядок их получения может быть нарушен. После получения всех частей TCP сортирует их в правильном порядке и собирает в единое целое.

Надежность Интернет

• Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.
• К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.
• Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается:
• избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом
• отсутствием у нее единого центра управления.

Адресация в Интернет

• Для того чтобы связаться с некоторым компьютером в сети Интернет, Вам надо знать его уникальный Интернет - адрес.
• Существуют два равноценных формата адресов, которые различаются лишь по своей форме:
• IP - адрес
• DNS – адрес

IP - адрес

• В современной сети Интернет используется IP (Internet Protocol) четвёртой версии, также известный как IPv4.
• В протоколе IP этой версии IP - адрес состоит из четырех блоков цифр, разделенных точками.
• Он может иметь такой вид: 84.42.63.1
• Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов.

DNS - адрес

• IP - адрес имеет числовой вид, так как его используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS.
• DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены).
• DNS (англ. Domain Name System — система доменных имён) — это система, позволяющая преобразовывать символьные имена доменов в IP-адреса (и наоборот) в сетях TCP/IP.
• Доме́н — определённая зона в системе доменных имён (DNS) Интернета, выделенная какой-либо стране, организации или для иных целей.
• Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который преобразует его в 32 - битный IP - адрес для машинного считывания.

Доменное имя

• Доменное имя служит для адресации узлов сети Интернет и расположенных на них сетевых ресурсов (веб-сайтов, серверов электронной почты, сетевых сервисов) в удобной для человека форме.
• Например:
• www.klyaksa.net
• Доменное имя содержит, как минимум, две части, разделённые точкой. Самая правая часть является доменом верхнего уровня (например, для адреса www.klyaksa.net домен верхнего уровня — net). Каждая следующая часть справа налево является поддоменом (например, klyaksa.net — поддомен домена net, а mytest.klyaksa.net — домена klyaksa.net).
• Для обеспечения уникальности и защиты прав владельцев доменные имена 1-го и 2-го (в отдельных случаях и 3-го) уровней можно использовать только после их регистрации, которая производится уполномоченными на то регистраторами.

Домены первого уровня

• Первоначально существовало шесть доменов первого уровня, как-то:
• com - коммерческие организации
• edu - учебные и научные организации
• gov - правительственные организации
• mil - военные организации
• net - сетевые организации разных сетей, телекоммуникации
• org - другие организации
• С ростом Интернета возникла потребность в увеличении доменов первого уровня. Сейчас доменов первого уровня существует великое множество. Так же регистрация доменов в некоторых зонах (например, com, net, org) стала совершенно свободной.
• Все домены первого уровня условно делятся на две группы:
• домены общего пользования (com, net, org, info, biz и др.) и
• национальные домены, выделяемые для конкретной страны или региона (ru, uk, de и др.)

Рунет

• Русскоязычная часть сети Интернет называется Руне́т. Название «Рунет», составленное из доменного имени ru (которое также можно интерпретировать как первые две буквы слова «русский») и постфикса «нет», что по-английски значит «сеть» (net), вошло в употребление стихийно во второй половине 1990-х годов, его происхождение точно не известно.
• 28 августа 1990 года профессиональная научная сеть, выросшая в недрах Института атомной энергии им. И. В. Курчатова и ИПК Минавтопрома и объединившая ученых-физиков и программистов, соединилась с мировой сетью Интернет, положив начало современным российским сетям. 19 сентября 1990 года был зарегистрирован домен первого уровня .su в базе данных Международного информационного центра InterNIC. В результате этого Советский Союз стал виден всему интернетовскому миру.
• 7 апреля 1994 года в InterNIC был зарегистрирован уже именно российский домен .RU. С этого момента существование Интернета в Российской Федерации было заверено официально на международном уровне.

Сервисы сети Интернет

• Сейчас наиболее популярные услуги (сервисы) Интернета — это:
• Всемирная паутина (World Wide Web)
• Электронная почта и списки рассылки
• Группы новостей (в основном, Usenet)
• Файлообменные сети
• Электронные платёжные системы
• Интернет-радио
• Интернет-телевидение
• IP-телефония
• Мессенжеры
• FTP-сервера
• IRC (реализовано также как веб-чаты)
• Поисковые системы
• Интернет-реклама
• Удаленный терминал

World Wide Web

• Популярнейшая служба Интернета - World Wide Web (сокращенно WWW или Web), еще называют Всемирной паутиной. Представление информации в WWW основано на возможностях гипертекстовых ссылок.
• Гипертекст - это текст, в котором содержаться ссылки на другие документы.
• Это дает возможность при просмотре некоторого документа легко и быстро переходить к другой связанной с ним по смыслу информации, которая может быть текстом, изображением, звуковым файлом или иметь любой другой вид, принятый в WWW. При этом связанные ссылками документы могут быть разбросаны по всему земному шару.

Web-страницы и браузеры

• Служба World Wide Web предназначена для доступа к электронным документам особого рода, которые называются Web-документами или, упрощенно, Web-страницами.
• Web-страница — это электронный документ, в котором кроме текста содержатся специальные команды форматирования, а также встроенные объекты (рисунки, аудио- и видеоклипы и др.).
• Просматривают Web-страницы с помощью специальных программ, называемых браузерами (например Internet Explorer, Mozilla Firefox, Opera).
• Браузер — это не просто клиент WWW, служащий для взаимодействия с удаленными Web-серверами, это еще и средство просмотра Web-документов.

URL-адрес

• У каждого Web-документа (и даже у каждого объекта, встроенного в такой документ) в Интернете есть свой уникальный адрес — он называется унифицированным указателем ресурса URL (Uniformed Resource Locator) или, сокращенно, URL-адресом. Обратившись по этому адресу, можно получить хранящийся там документ.
• Пример URL: http://www.klyaksa.net/htm/exam/answers/images/a23_1.gif
• Здесь приведен URL-адрес рисунка, находящегося на одной из Web-страниц портала www.klyaksa.net.

• Протокол передачи гипертекста HTTP (HyperText Transfer Protocol)

• Доменное имя компьютера, на котором хранится данный документ

• Путь доступа к файлу, содержащему Web-документ, на указанном компьютере

Web-сайт и HTML

• С каждой гиперссылкой в Сети связан Web-адрес некоторого документа или объекта (файла с рисунком, звукозаписью, видеоклипом и т. п.).
• Совокупность web-документов, объединенных по какому-либо признаку (адресом сервера, темой, оформлением) называют web-сайтом (или просто сайтом).
• Гипертекстовые страницы записываются на специальном языке HTML (HyperText Markup Language - язык гипертекстовой разметки). Указания, записанные на HTML, интерпретируются браузером.
• Обычно файл Веб-страницы имеет расширение .html или .htm.

• Эту web-страницу на HTML браузер отобразит так.

• <html>
• <head>
• <meta http-equiv="Content-Language" content="ru">
• <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=windows-1251">
• <title>Моя страничка</title>
• </head>
• <body>
• <h1 align="center">Добрый день!</h1>
• <p>Меня зовут Саша. Это моя первая web-страничка. Она
• написана на языке <b>HTML</b>.</p>
• </body>
• </html>

Форумы и чаты

• WWW позволяет не только получать информацию, а так же общаться с другими пользователями. Для этого существуют форумы (конференции) и чаты.
• Форум предлагает набор разделов для обсуждения. Работа форума заключается в создании пользователями тем в разделах и последующим обсуждением внутри этих тем. На форумах обсуждаются различные темы, от развлекательных до узкоспециализированных.
• Чат (англ. chat — разговор) — средство общения пользователей по сети в режиме реального времени.

Электронная почта

• Электронная почта является исторически первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи. Когда-то именно ею ограничивался набор услуг российской сети.
• Электронная почта — сервис Интернета, позволяющий обмениваться через компьютерную сеть электронными сообщениями.
• Основная особенность электронной почты заключается в том, что информация отправляется получателю не напрямую, а через промежуточное звено — электронный почтовый ящик, который представляет собой место на сервере, где сообщение хранится, пока его не запросит получатель.

Адрес электронной почты

• Адрес электронной почты записывается по определенной форме и состоит из двух частей: имя_пользователя@имя_сервера
• Имя_пользователя, чаще всего, имеет произвольный характер и задается самим пользователем;
• имя_сервера жестко связано с выбором пользователем сервера, на котором он разместил свой почтовый ящик.
• Пример: [email protected], [email protected], [email protected].

ПО для работы с электронной почтой

• Работать с электронной почтой можно при помощи почтовой программы (почтового клиента), установленной на компьютере пользователя или при помощи браузера, с помощью web-интерфейса.
• Почтовая программа (клиент электронной почты, почтовый клиент) — программное обеспечение, устанавливаемое на компьютере пользователя, предназначенное для получения, написания, отправки, хранения и обработки сообщений электронной почты пользователя.
• В системе пересылки электронной почты еще необходим почтовый сервер (сервер электронной почты). Почтовый сервер - это компьютерная программа, которая передаёт сообщения от одного компьютера к другому. Почтовые серверы работают на узловых компьютерах Интернета, а почтовые клиенты должны быть у каждого пользователя e-mail.

Спам

• За удобство, доступность и практическую бесплатность электронной почты, равно как и за пользование другими «бесплатными» ресурсами Интернета, вам неизбежно придется платить, тратя огромные усилия на борьбу с рекламными письмами, которые будут каждый день сваливаться в ваш почтовый ящик.
• Забавно, что свое название почтовый мусор унаследовал... от обычных мясных консервов компании Hormel Foods, выпускавшихся в США еще с 20-х гг. прошлого столетия! В послевоенные годы компании пришлось «стимулировать» спрос с помощью крикливой рекламы: «спам» царил везде — на страницах газет, на экранах телевизоров, не говоря уже о специализированных кулинарных книгах, посвященных блюдам из тушенки!

FTP — передача файлов

• Еще один широко распространенный сервис Интернет — FTP.
• File Transfer Protocol (букв. «протокол передачи файлов») или просто FTP — сетевой протокол, предназначенный для передачи файлов в компьютерных сетях. Протокол FTP позволяет подключаться к серверам FTP, просматривать содержимое каталогов и загружать файлы с сервера или на сервер, кроме того возможен режим передачи файлов между серверами. FTP является одним из старейших прикладных протоколов.
• Расшифровывается эта аббревиатура как протокол передачи файлов, но при рассмотрении FTP как сервиса Интернет имеется в виду не просто протокол, но именно сервис — доступ к файлам в файловых архивах.

Telnet — удаленный терминал

• Сервис Telnet (от англ. Teletype Network) позволяет превратить ваш компьютер в удаленный терминал другого компьютера.
• Слово «терминал» означает «концевик», оконечное устройство. Под терминалом понимают устройство, оснащенное клавиатурой и монитором, при помощи которого можно управлять компьютером.
• Сервис Telnet позволяет передавать информацию, которая вводится на вашей клавиатуре, другому компьютеру на обработку, а результаты отображать на вашем компьютере.

Сервис IRC

• К интерактивным сервисам, служащим общению людей через Интернет, относится IRC — Internet Relay Chat, разговоры через Интернет.
• Эта служба была создана в 1988 году финским студентом Ярко Ойкариненом (Jarkko Oikarinen). В Интернет существует сеть серверов IRC. Пользователи присоединяются к одному из каналов — тематических групп и участвуют в разговоре, который ведется не голосом, но текстом. Узлы IRC синхронизованы между собой, так что, подключившись к ближайшему серверу, Вы подключаетесь ко всей сети IRC.
• Используется IRC в основном для развлечения.

Instant Messaging, ICQ

• Сервис Instant Messaging (англ. «мгновенные сообщения») более известен по названию популярной клиентской программы, которая устанавливается на компьютере пользователя, - ICQ.
• Для этого вида коммуникации необходима клиентская программа, так называемый мессенджер (англ. message — сообщение). Он отличается от электронной почты тем, что позволяет обмениваться сообщениями в реальном времени (англ. instant — мгновенно). Большинство программ позволяет видеть, подключены ли в данный момент абоненты, занесенные в список контактов.
• Как правило, мессенджеры не работают самостоятельно, но подключаются к главному компьютеру данной сети обмена сообщениями, называемому сервером. Поэтому мессенджеры называют ещё клиентскими программами или клиентами.
• Передаваться могут текстовые сообщения, звуковые сигналы, картинки, видео. Такие программы могут применяться для организации телеконференций.

Электронная платёжная система

• Электронная платежная система - совокупность процедур и связанных с ними компьютерных сетей используемых для проведения финансовых операций.
• В качестве примера можно привести Яндекс.Деньги (http://money.yandex.ru/).
• Яндекс.Деньги — электронная платёжная система, реализующая идею электронных денег. Обеспечивает проведение финансовых расчётов между участниками системы (лицами, открывшими счета в системе) в режиме реального времени. Валюта расчётов — российский рубль. Предназначена для обеспечения функционирования систем электронной коммерции. Система предоставляет возможность работать через веб-интерфейс или с использованием программы-кошелька, устанавливаемого на компьютер пользователя. Система Яндекс.Деньги была запущена 24 июля 2002 года.

Интернет-радио

• Интернет-радио или веб-радио — интернет-служба, подобная радиовещанию.
• Для качественного и непрерывного звучания нужен достаточно широкий канал, то есть высокая скорость подключения к интернету.

IP-телефония (VoIP)

• Возможность передачи голосовых сообщений через сеть с пакетной коммутацией впервые была реализована в 1993 году. Данная технология получила название VoIP (Voice over IP - «голос через IP»). Одним из частных приложений данной технологии является IP-телефония — услуга по передаче телефонных разговоров абонентов по протоколу IP.
• IP-телефония - система связи, обеспечивающая передачу речевого сигнала по сети Интернет. Сигнал по каналу связи передается в цифровом виде и, как правило, перед передачей преобразовывается (сжимается) с тем, чтобы удалить избыточность, свойственную человеческой речи.
• Таким образом, Интернет можно использовать для головой связи между абонентами, подобно тому, как используется обычный телефон. Голос, вводимый в компьютер с микрофона, преобразуется в звуковые файлы и передается по сети. На другой стороне происходит обратное преобразование: собеседник слышит голос партнера через наушники или динамики, подключенные к компьютеру.
• Кроме описанного выше варианта разговора «компьютер-компьютер», возможны варианты «компьютер-телефон» (звонки с компьютера на обычный телефон) и «телефон-телефон» (звонки с обычного телефона на другой обычный телефон через Интернет).

Вопросы:

• Что такое компьютерная сеть? Чем вызвано создание компьютерных сетей?
• Какие компьютерные сети бывают?
• Что такое топология сети? Какая топология сети у нас в классе?
• Что такое Интернет? Когда появился Интернет?
• Что такое протокол TCP/IP?
• Почему Интернет продолжает нормально функционировать при выходе из строя отдельных серверов или линий связи?
• Что такое домен?
• Что такое сервис Интернета?
• Что такое WWW?
• Что такое web-страница? Что такое web-сайт?
• Что такое браузер? Какие браузеры вы знаете?
• Какие сайты вы посещаете чаще всего?
• Что такое электронная почта? Как записывается почтовый адрес?
• Что такое спам? Что нужно делать со спамовыми письмами?
• Какой сервис служит для доступа к файлам в файловых архивах?
• Какие сервисы служат для online общения?
• Что такое электронная платежная система?
• Как называется сервис позволяющий передавать телефонные разговоры по протоколу IP?

• ?

Список литературы:

• Информатики и информационные технологии. Учебник для 10-11 кл./Н. Д. Угринович. – БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003 – 512 с.
• Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10-11 классов / И. Г. Семакин, Е. К. Хеннер. – М.: БИНОМ, Лаборатория знаний, 2009. – 246с.