Телекомунікаційні технології. Телекомунікаційні технології Комп'ютерні мережі та телекомунікаційні в управлінні

Комп'ютерні телекомунікації - одна з областей, що найбільш динамічно розвиваються. інформаційних технологій. У порівнянні з іншими розділами інформаційних технологій її технологічна складова значно перевищує теоретичну. Тому ефективність вивчення цієї теми залежить від можливості організувати практичну роботу учнів з комп'ютерними мережами.

У рамках даного розділубазового курсу реалізується наступний перелік педагогічних цілей: дати уявлення про призначення та структуру локальних та глобальних мереж; ознайомити учнів із основними інформаційними послугами мереж, з можливостями Internet; навчити способів обміну файлами у локальній мережі комп'ютерного класу; ознайомити із способами пошуку інформації в Internet (за наявності технічних можливостей).

локальні мережі;

глобальні мережі.

Тема комп'ютерних мереж велика за кількістю понять і може викладатися з різним ступенем подробиці. Розкриття цієї теми у шкільних підручниках, як правило, має короткий характер. Тому, поряд з обговоренням питань методики, до цього підрозділу посібника включено додаткові відомості з теми, які будуть корисні вчителю.

Питання, що вивчаються:

Локальна мережа (ЛЗ), організація та призначення.

| Локальні мережі шкільних КУВТ.

Організація глобальних мереж (ГС).

¦ Інформаційні послуги ГС.

¦ Апаратні засоби мереж.

Що таке Internet.

¦ Інформаційні послуги Internet та World Wide Web.

Якщо комп'ютери у шкільному кабінеті інформатики об'єднані у локальну мережу, це обставина істотно полегшує вивчення цієї теми. Саме шкільний комп'ютерний клас має стати відправною точкою у розмові про передачу інформації у комп'ютерних мережах. Визначивши комп'ютерну мережу як систему комп'ютерів, пов'язаних каналами передачі, вчитель демонструє таку систему на обладнанні комп'ютерного класу і повідомляє, що така мережа називається локальної.

Локальні комп'ютерні мережі невеликі за масштабами та працюють у межах одного приміщення, будівлі, підприємства. Можливо, що у школі діє локальна мережу, що об'єднує комп'ютери, встановлені у різних приміщеннях: у навчальних кабінетах, кабінеті директора, бухгалтерії та інших. Так само у локальну мережу часто об'єднуються різні відділи підприємств, фірм, установ.

Локальні мережі, залежно від призначення та технічних рішеньможуть мати різні структури об'єднання комп'ютерів. Їх називають конфігураціями, архітектурою, топологією мережі.

Бувають ситуації у ЛЗ, коли топологія не має якоїсь регулярної структури. Наприклад, комп'ютери можуть з'єднуватися за принципом "кожен з кожним".

Використання локальних мереж відповідає двом основним цілям:

1) обміну файлами між користувачами мережі;

2) використання загальнодоступних ресурсів: великого простору дискової пам'яті, принтерів, централізованої бази даних, програмного забезпечення та ін.

Користувачів загальної локальної мережі прийнято називати робочою групою, а комп'ютери, за якими вони працюють - робочими станціями. Якщо комп'ютери у мережі рівноправні, тобто. мережа складається лише з робочих станцій користувачів, її називають одноранговой мережею. Однорангові мережі використовуються для здійснення першої із зазначених цілей: для обміну файлами. Кожен комп'ютер у такій мережі має своє ім'я. Члени робочої групиможуть звертатися за цими іменами до дискової пам'яті ПК своїх колег і копіювати файли на комп'ютер або копіювати свої файли на інші комп'ютери. Можливість такого обміну забезпечується спеціальною мережевою операційною системою. Засобами мережі можна захистити інформацію від стороннього доступу. Таким чином, локальна мережа позбавляє необхідності використовувати дискети для перенесення інформації з одного комп'ютера на інший.

Інший спосіб організації локальної мережі - мережа з виділеним (головним) комп'ютером. Його називають файл-сервером. Найчастіше у шкільних комп'ютерних класах використовується саме така організація. До файл-сервера має доступ вчитель, а учні працюють за робочими станціями. Усі робочі станції з'єднані з головною машиною (схема з'єднання "зірка"). Тому безпосередній обмін інформацією відбувається між сервером та кожною робочою станцією. Звичайно, у такій системі учні також можуть обмінюватися файлами, але "транзитом" через сервер. Зазвичай сервер - це потужніша машина, ніж робочі станції, з великим жорстким диском, з додатковими зовнішніми пристроями (наприклад, CD-ROM - дисководом, принтером, модемом). За такої організації локальної мережі реалізується друга із зазначених вище цілей: доступ користувачів до загальних апаратних та інформаційних ресурсів сервера. Зокрема, програми, що зберігаються на диску сервера, можуть завантажуватися в оперативну пам'ятьробочої станції і запускатися на виконання подібно до того, як це робиться з власного диска ПК. З свого робочого місця користувач може створювати та зберігати файли на жорсткому диску сервера.

Роботою мережі керує мережна операційна система. p align="justify"> Операційна система підтримує стандарти (протоколи) обміну інформацією в мережі, встановлює черговість при зверненні різних користувачів до одних і тих же ресурсів та ін. Основне призначення мережевої ОС - дати можливість користувачам працювати в локальній мережі, не заважаючи один одному. Роботу однорангових мереж підтримує операційна система Windows 95/98. Найбільш поширені ОС для мереж із виділеним сервером: Novell NetWare, Windows NT.

Глобальні комп'ютерні мережі об'єднують між собою ЕОМ, розташовані великих відстанях (у масштабах регіону, країни, світу). Якщо локальну мережу учні можуть побачити на власні очі, то знайомство з глобальними мережами матиме більш описовий характер. Тут, як і багатьох інших темах, приходить на допомогу метод аналогій. Пристрій глобальної мережі можна порівняти з пристроєм системи телефонного зв'язку- Телефонної мережі. Телефони абонентів пов'язані з вузлами комутаторами. У свою чергу всі міські комутатори пов'язані між собою так, що між будь-якими двома телефонами абонентів може бути встановлений зв'язок. Уся ця система утворює телефонну мережу міста. Міські (регіональні) мережі пов'язані між собою міжміським лініям. Вихід на телефонні мережі інших країн відбувається міжнародними лініями зв'язку. Таким чином, весь світ "обплутаний" телефонними мережами. Два абоненти в будь-якій частині світу, підключені до цієї мережі, можуть зв'язатися один з одним.

Розповівши про це, запропонуйте учням уявити, що абоненти замість телефонних апаратів мають персональні комп'ютери; замість комутаторів - потужні комп'ютерні вузли, і такою мережі циркулює найрізноманітніша інформація: від текстової до відео і звуку. Це і є найсучасніша світова система глобальних комп'ютерних мереж.

Перша глобальна комп'ютерна мережа почала діяти в 1969 р. в США, вона називалася ARPANET і об'єднувала в собі лише 4 віддалені комп'ютери. Приклад сучасної мережі науково-освітнього призначення є BITNET. Вона охоплює 35 країн Європи, Азії та Америки, поєднує понад 800 університетів, коледжів, наукових центрів. Найбільшою російською мережею є RELCOM, створена 1990 р. RELCOM входить до європейського об'єднання мереж EUNET, яка, своєю чергою, є учасником гігантської світової спільноти INTERNET. Така ієрархічність притаманна організації глобальних мереж.

Мережа складається із вузлових хост-комп'ютерів, ПК абонентів мережі, лінії зв'язку. Зазвичай вузол мережі містить не один, а безліч комп'ютерів. Функції серверів різних послуг мережі можуть виконувати різні комп'ютери.

Хост-комп'ютери постійно перебувають у включеному стані, постійно готові прийому-передачі інформації. У такому разі кажуть, що вони працюють у режимі on-line. Комп'ютери абонентів виходять зв'язок із мережею (в режим on-line) лише певний час - сеанс зв'язку. Переславши та отримавши необхідну інформацію, абонент може відключитися від мережі і далі працювати з отриманою інформацією автономно - в режимі off-line. Маршрут передачі інформації користувачу зазвичай невідомий. Він може бути впевнений лише в тому, що інформація проходить через вузол підключення та доходить до пункту призначення. Маршрутизацією даних, що передаються займаються системні засоби мережі. У різних сеансах зв'язок з тим самим кореспондентом може проходити різними маршрутами.

Шлюзом називають комп'ютер, який організує зв'язок цієї мережі коїться з іншими глобальними мережами.

Інформаційні послуги глобальних мереж. Електронна пошта. В історії глобальних мереж електронна пошта (e-mail) з'явилася як перша інформаційна послуга. Ця послуга залишається основною та найважливішою у комп'ютерних телекомунікаціях. Можна сказати, що відбувається процес витіснення традиційної паперової пошти електронною поштою. Переваги останньої очевидні: насамперед, це висока швидкість доставки кореспонденції (хвилини, рідко - годинник), порівняльна дешевизна. Вже зараз величезні обсяги ділового та особистого листування йдуть через e-mail. Електронна пошта у поєднанні з факсимільним зв'язком забезпечує абсолютну більшість потреб у передачі листів та документів.

Для того, щоб абонент міг скористатися послугами електронної пошти, він повинен:

* мати апаратне підключення свого персонального комп'ютерадо поштового сервера вузла комп'ютерної мережі;

* мати на цьому сервері свій Поштова скриньката пароль для звернення до нього;

* мати власну електронну адресу;

* мати на своєму комп'ютері клієнт-програму електронної пошти (мейлер).

Поряд з електронною поштою у глобальних мережах існують інші види інформаційних послуг для користувачів.

Telnet. Ця послуга дозволяє користувачеві працювати в режимі терміналу віддаленого комп'ютера, тобто. використовувати встановлені на ньому програми так само, як програми на власному комп'ютері.

FTP. Так називається мережевий протокол та програми, які обслуговують роботу з каталогами та файлами віддаленої машини. Клієнт FTPмає можливість переглядати каталоги FTP-cepверів, копіювати файли, що його цікавлять.

Archie. Так називаються спеціальні сервери, які виконують роль пошукових програм у системі FTP-серверів. Вони допомагають швидко знайти потрібні файли.

Gopher. Система пошуку та вилучення інформації з мережі з розвиненими засобами багаторівневих меню, довідкових книг, індексних посилань та ін.

WAIS. Мережева інформаційно-пошукова система, заснована на розподілених базах даних та бібліотеках.

Usenet. Система телеконференцій. Інша назва - групи новин. Обслуговує передплатників певних тематичних конференцій, надсилаючи їм матеріали електронною поштою. ящики абонентів та, виявивши там вихідну кореспонденцію, організує її отруєння. Апаратні засоби мереж. Хост-комп'ютери (сервери). Хост-комп'ютер має власну унікальну адресу в мережі та виконує роль вузлової машини, яка обслуговує абонентів. Як хост-комп'ютери використовуються різні типимашин: від потужних ПК до міні-ЕОМ і навіть мейнфреймів (великих ЕОМ). Основні вимоги - високошвидкісний процесор та великий об'єм дискової пам'яті (сотні Гбайт). На хост-комп'ютерах у мережі Internet використовується операційна система Unix. Усі сервер-програми, що обслуговують програми, працюють під керуванням Unix.

З того що вже говорилося вище, слід, що поняття " сервер " носить програмно-апаратний сенс. Наприклад, хост-комп'ютер, на якому зараз працює сервер-програма електронної пошти, виконує роль поштового сервера. Якщо на цій же машині починає працювати сервер-програма WWW, вона стає Web-сервером. Часто функції серверів різних послуг розділені на вузлі мережі між різними комп'ютерами.

Лінії зв'язку. Основні типи ліній зв'язку між комп'ютерами мережі: телефонні лінії, електричні кабелі, оптоволоконний кабель та бездротовий зв'язок. Головними параметрами ліній зв'язку є пропускна спроможність ( максимальна швидкістьпередачі інформації), завадостійкість, вартість. За параметром вартості найдорожчими є оптоволоконні лінії, найдешевшими - телефонні. Проте із зменшенням ціни зменшується і якість роботи лінії. У табл. 12.1 дано порівняльні характеристики ліній за параметрами швидкості та завадостійкості.

Таблиця 1. Характеристики ліній зв'язку

Найчастіше для зв'язку між хост-комп'ютерами використовуються виділені лінії або радіозв'язок. Якщо вузли мережі розташовані порівняно неподалік друг від друга (не більше міста), то зв'язок з-поміж них може бути організована по кабельним лініях - електричним чи оптоволоконным. Останнім часом у мережі Internet активно використовується супутниковий радіозв'язок.

Зазвичай, абоненти (клієнти) підключаються до вузла свого провайдера через телефонну лінію. Все частіше для цього починає застосовуватися бездротовий зв'язок.

З погляду користувача, Інтернет - це певна кількість інформаційних послуг, які він може отримувати від мережі. До послуг входять: електронна пошта, телеконференції (списки розсилки), архіви файлів, довідники та бази даних, Всесвітня павутина- WWW та ін. Інтернет - це необмежені інформаційні ресурси. Вплив, який вплине на розвиток людського суспільства, ще до кінця не усвідомлений.

Інтернет-інформаційні послуги. Поряд із переліченими вище інформаційними послугами (електронною поштою, телеконференціями та ін.), що надаються користувачам глобальних мереж, існують послуги, поява та розвиток яких пов'язано виключно з розвитком світової мережі Інтернет. Найбільш помітною серед них є WWW.

WWW-- World Wide Web - Всесвітнє павутиння. Це гіпертекстова інформаційна система Інтернету. Останнім часом WWW та її програмне забезпечення стає універсальним засобом інформаційних послуг в Інтернеті.

Основні поняття, пов'язані з WWW:

Web-сторінка - основна інформаційна одиниця в WWW, що має свою адресу;

Web-сервер - комп'ютер, що зберігає Web-сторінки та відповідне програмне забезпечення для роботи з ними;

Web-браузер - клієнт-програма, що дозволяє отримувати та переглядати Web-сторінки;

Web-сайт - розділ даних на Web-сервері, що належить будь-якій організації або особі. У цьому розділі його власник розміщує свою інформацію у вигляді множини взаємопов'язаних Web-сторінок. Зазвичай сайт має титул - головну сторінку, від якої за гіперпосиланнями або покажчиками "вперед-назад" можна рухатися сторінками сайту. Найбільш популярними Web-браузерами є Internet Explorerта Netscape Navigator. Основне завдання браузера - звернення до Web-сервера за шуканою сторінкою та виведення сторінки на екран. Найпростіший спосіб отримання потрібної інформації з Інтернету – вказівка ​​адреси шуканого ресурсу. Для зберігання та пошуку інформації в Інтернеті використовується універсальна адресація, яка носить назву URL - Uniform Resource Locator. На допомогу користувачеві в Інтернеті діє ряд спеціальних пошукових програм. Ще їх називають пошуковими серверами, пошуковими машинами, пошуковими системами. Пошукова системавидає користувачеві список адрес документів, у яких зустрічаються вказані користувачем ключові слова. Нижче наведені адреси найпопулярніших російських пошукових серверів:

http://mssia.agama.com/Aport/

http://www.rambler.ru/

http://yandex.ru/

http://www.altavista.telia.com/

Окрім WWW, серед відносно нових послуг в Інтернеті існують такі:

IRC. Internet Relay Chat - "багаття" в реальному часі. Дозволяє вести письмовий діалог віддаленим співрозмовникам у режимі on-line;

Інтернет-телефонія. Послуга, що підтримує голосове спілкуванняклієнтів мережі у режимі on-line.

За наявності можливості виходу в Інтернет, практична роботаучнів може бути організована за такими напрямами:

* підготовка, відправлення та прийом електронної пошти;

* робота з Web-браузером, перегляд Web-сторінок;

* звернення до FTP - серверам, вилучення файлів;

* Пошук інформації в системі WWW за допомогою пошукових програм.

Знайомство з кожним новим видом прикладного програмного забезпечення, що обслуговує відповідну інформаційну послугу (поштова програма, Web-браузер, пошукова програма) слід проводити за стандартною методичною схемою: дані, середовище, режими роботи, система команд.

Кожному поколінню властиво розробляти нові технічні засоби, удосконалювати систему обліку, обробки, передачі та зберігання даних. Першими телекомунікаційними засобами визнано телеграф, телефон, телетайп, радіоприймач. Середина ХІХ століття відзначена масовим використанням супутникового зв'язку, обчислювальної техніки, комп'ютерної мережі. В результаті це позитивно вплинуло на розвиток нових телекомунікаційних технологій.

Сучасний світ неможливий без телекомунікаційних технологій, які стирають державні кордони та відстань між людьми, роблять доступним мобільний та відеозв'язок і дозволяють вирішувати безліч завдань у сфері управління, освіти, комерції. Кожна людина стикається з ними щодня, поділяючи телефонні дзвінки, перевіряючи пошту чи купуючи товари в інтернет-магазинах

Визначення та поняття телекомунікаційних технологій

Загальне поняття інформаційних та комунікаційних технологій включає в себе сукупність методів, процесів та пристроїв, що дозволяють отримувати, збирати, накопичувати, зберігати, обробляти та передавати інформацію, закодовану в цифровому виглядіабо існуючу в аналоговому вигляді.

У більш вузькому значенні під телекомунікаційними технологіями розуміється сукупність програмних і апаратних засобів, що дозволяють встановлювати зв'язок без використання проводів і передавати пакети інформації, що включають аудіо і відеоінформацію.

Види телекомунікаційних технологій

Телекомунікаційні технології можна розглядати як послуги, що надаються провайдерами різного рівня.

За цим принципом можна виділити такі види телекомунікаційних технологій:

• телефонний зв'язок, сучасний телефонний зв'язок дозволяє легко перемикатися з аналогового стандарту на цифровий, підключати до інтернету міські телефони та з'єднувати в одну мережу аналогові та мобільні пристрої;


• радіозв'язок, який сьогодні перетворився на стільниковий зв'язок, телефон, переміщаючись у межах мережі, опиняється в зоні дії різних передавальних пристроїв;


• супутниковий зв'язок, який використовується провайдерами для створення систем мобільного зв'язкуі для державних системзв'язку;


• Інтернет - найпоширеніший вид телекомунікаційних технологій, у яких підключення до мережі може здійснюватися як дротовим, і бездротовим способом.

Інформаційно-телекомунікаційні мережі та інтернет

Телекомунікаційні технології, що використовуються в інтернеті, зараз переживають етап бурхливого розвитку та зростання.

Створюються нові мережі різних типів, серед яких:

• локальні мережі компаній або установ, зв'язок між комп'ютерами в них здійснюється і дротовим та бездротовим способом, кількість користувачів цих мереж обмежена. Локальні мережі можуть бути корпоративними, у деяких країнах створюються міські локальні мережі;


• глобальні мережі (Wide Area Network - WAN) представляють сукупність великої кількостівузлів-комп'ютерів, розташованих у різних країнах світу та пов'язаних між собою каналами оптово-волоконного зв'язку. До цих мереж, що надають послуги провайдерів, підключаються локальні мережі.

Технічні та програмні засоби телекомунікаційних технологій

Працездатність інтернету ґрунтується на використанні мережевих вузлів та каналів зв'язку. До вузлів відносяться як окремі комп'ютери, так і хостинги, що надають IP-адреси та доменні імена.

Канали зв'язку, загалом, поділяються на 4 типи:

• аналогові телефонні мережі;


• дроти, якими передається електрика;


• оптоволоконні канали зв'язку;


• бездротові канали зв'язку, модемні чи супутникові.

До телекомунікаційних каналів зв'язку належать, переважно, третій і четвертий типи.

Серед комунікацій, що використовуються для організації зв'язку, можна окремо відзначити програми, що забезпечують роботу телекомунікаційного обладнання такого, як:

• IP-АТС;
• маршрутизатори;
• комп'ютери .

Окремо слід назвати прикладні програми, які спрощують роботу з обробкою масивів інформації.

Програмне забезпечення телекомунікаційних технологій

Для передачі даних із використанням можливостей телекомунікаційних технологій застосовується спеціальне програмне забезпечення. Це забезпечення функціонує за певними протоколами або механізмами, розробленими з метою спростити і стандартизувати роботу всіх вузлів мережі, побудувавши її за єдиним алгоритмом.

Так, для передачі по комп'ютерних мережах розроблено стандарт MIME (ssr-Multipurpose Internet Mail Extensions), який переводить дані у формат зрозумілий поштовому серверу. Спілкування комп'ютера користувача та сервера відбувається у вигляді діалогу у режимі Клієнт-Сервер, де з кожного боку його учасником є ​​певна програма.

Окремі програми використовуються для роботи месенджерів, які дозволяють обмінюватись повідомленнями, здійснювати телефонні дзвінки з передачею голосової та відеоінформації. Тут відбувається комунікація не лише комп'ютер - поштовий сервер, до діалогу підключаються телефонні станції.

Мережеві телекомунікаційні технології

Різні мережні телекомунікаційні технології дозволяють вирішувати такі завдання, як:

• передачу інформації у необхідних форматах;


• вибудовування комунікацій;


• забезпечення взаємодії різних учасників мережі.

Серед нових технологій особливе місце займають програми, що дозволяють працювати в режимі нетворкінгу, поєднання CRM-систем з можливостями соціальних мережі багато іншого.

Створення корпоративних мереж як офісних, комп'ютерних, так і телефонних також потрапляє в область мережевих технологій, покликаних забезпечити синергію за рахунок ефективної комунікації користувачів.

Технології захисту інформації у телекомунікаційних мережах

Більшість інформаційних масивів, що належать державним установам та комерційним підприємствам, має самостійну цінність і є видобутком для потенційних викрадачів, якими можуть бути і хакери, і внутрішні користувачі.

Для захисту інформації від витоків розроблено складні програмні продукти, що дозволяють визначити проникнення неавторизованого користувача або вірусу-викрадача інформації в мережу та блокувати його.

Існують спеціальні стандарти захисту інформації, але навіть вони не завжди можуть уберегти мережі від злому та розкрадання даних. Особливо вразливі комп'ютери та мобільні пристрої приватних користувачів, які використовують лише антивіруси.

Від розкрадання інформації за допомогою заставних пристроїв, що перехоплюють електромагнітні випромінювання, необхідно боротися за допомогою технічних засобів.

Використання телекомунікаційних технологій

Телекомунікаційні технології сьогодні переважно застосовуються для організації систем зв'язку.

Але самі системи зв'язку мають прикладне значення, за допомогою цих технологій можна досягти значно важливих цілей, серед яких:

• створення систем дистанційного навчання;


• забезпечення недорогого голосового телефонного зв'язку;


• створення інформаційних системпідприємств та об'єднання їх у комплекс, що дозволяє оптимізувати управління;


• побудова банківських мереж;


• проведення електронних аукціонів та тендерів для забезпечення державних закупівель;


• здійснення комунікації віддалених суб'єктів;


• для інтернет-торгівлі;


• здійснення дистанційного керуванняу державній та приватній сфері.

Спектр можливостей використання телекомунікаційних технологій розширюється з кожним днем. Важко сказати, що саме буде запропоновано завтра у цій галузі, щоб зробити зв'язок доступнішим, а виробничі процеси – простіше.

Розвиток телекомунікаційних технологій

Поява нової науки - телематики дозволило використати можливість передачі інформаційних даних з відривом. В основі науки лежить система, що поєднує телекомунікаційні засоби та інформатику. Ця властивість значно збільшила територію учасників зв'язку.

Характерна риса інформаційних технологій у тому, що у робочому процесі використовується єдиний продукт - інформація. Процес інтелектуальної обробки сприяє збиранню, збереженню та розповсюдженню інформаційних даних.

Сучасні інформаційні телекомунікаційні технології

Телекомунікаційні технології передбачають використання інформаційних мереж та комп'ютерної техніки.

Загальномережевий ресурс представлений апаратним типом, інформаційними розробками, програмним забезпеченням, для них мають значення такі вимоги:

• комп'ютерна техніка різних мереж з'єднується автоматично;


• кожна одиниця комп'ютерної техніки є складовою ланкою мережі, але працює в самостійному режимі;


• зв'язок забезпечується за допомогою телефонного зв'язку, оптоволоконним з'єднанням та супутниковими каналами.

Інтернет має у своєму розпорядженні різні сервіси, найпоширенішими вважаються: обмін повідомленнями в режимі електронної пошти, послуги електронної дошки оголошень, передача файлів.

Телекомунікаційні технології освіти

Наше життя протікає в інформаційному суспільстві, тому з дитинства слід навчатися нових телекомунікаційних технологій.

В освітній системі їх застосовують для дистанційного навчання, віртуального спілкування, самоосвіти, отримання необхідної інформації

Розроблена федеральна цільова програма, спрямовану розвиток освітньої інформаційної середовища, стала передумовою запровадження її у сфері освіти та науки.

Телекомунікаційні технології та послуги для банківських мереж

Політика національних телекомунікаційних компаній, економічне становище та географічне розташування є факторами, що впливають на вибір технології передачі інформації в банківській системі.

Сучасні банківські комунікації дозволяють проводити міжбанківські платежі з електронним підписомшифрування документа.

Перехід телекомунікаційних систем на приватні супутникові каналидозволить модернізувати банківську систему У цьому випадку вигідно застосовувати віртуальні приватні мережі, які орендують мережі загального користування.

Великі телекомунікаційні компанії

Сфера надання телекомунікаційних послуг відзначена найбільшими постачальниками дротової, стільникового зв'язку, інтернет провайдінгу, кабельного телебачення.

Лідерами галузі є компанії "МТС", "Ростелеком", "Мегафон", "Транстелеком", "Ер-телеком", "Міжрегіональний Транзителеком", "Космічний зв'язок".

Сьогодні сучасний ринок телекомунікації продовжує демонструвати ознаки насичення, але бізнес-оператори шукають нових ніш для подальшого розвитку.

Одним із основних напрямків є надання комплексного сервісу на стику інформаційних технологій та телекомунікацій.

Сучасні телекомунікаційні технології різних видівдемонструється на виставці "Зв'язок", що проходить у ЦВК Москви.

Мета навчання студентів основам комп'ютерних мереж - забезпечити знання теоретичних та практичних основ у галузі LAN та WAN, мережевих прикладних програм та додатків для створення веб-сторінок та сайтів, у галузі організації комп'ютерної безпеки та захисту інформації у мережах, а також у галузі ведення бізнесу у Інтернет.

Комп'ютерна мережа – це сукупність комп'ютерів, які можуть здійснювати інформаційну взаємодію один з одним за допомогою комунікаційного обладнання та програмного забезпечення.

Телекомунікації - це передача та прийом такої інформації як звук, зображення, дані та текст на великі відстані по електромагнітних системах: кабельними каналами; оптоволоконним каналам; радіоканалів та інших каналів зв'язку. Телекомунікаційна мережа - це сукупність технічних і програмних засобів, з яких здійснюються телекомунікації. До телекомунікаційних мереж належать: 1. Комп'ютерні мережі(для передачі даних) 2. Телефонні мережі (передача голосової інформації) 3. Радіомережі (передача голосової інформації – широкомовні послуги) 4. Телевізійні мережі (передача голосу та зображення – широкомовні послуги)

Навіщо потрібні обчислювальні чи комп'ютерні мережі? Комп'ютерні мережі створюються з метою доступу до загальносистемних ресурсів (інформаційних, програмних та апаратних), розподілених (децентралізованих) у цій мережі. За територіальною ознакою розрізняють мережі локальні та територіальні (регіональні та глобальні).

Слід розрізняти комп'ютерні та термінальні мережі. Комп'ютерні мережі пов'язують комп'ютери, кожен із яких може працювати автономно. Термінальні мережі зазвичай пов'язують потужні комп'ютери(мейнфрейми) з терміналами (пристроями введення – виведення інформації). Прикладом термінальних пристроїв та мереж може бути мережа банкоматів або кас продажу квитків.

Основна відмінність LAN від WAN полягає в якості, використаних ліній зв'язку і в тому, що в ЛОМ існує тільки один шлях передачі даних між комп'ютерами, а в WAN їх безліч (існує надмірність каналів зв'язку). Так як лінії зв'язку в ЛОМ більш якісні, то швидкість передачі інформації в LAN набагато вище, ніж у WAN. Але здійснюється постійне проникнення технологій LAN у WAN і навпаки, що значно підвищує якість мереж та розширює спектр послуг, що надаються. Таким чином, відмінності між LAN та WAN поступово згладжуються. Тенденція зближення (конвергенція) характерна не тільки для LAN та WAN, але й для телекомунікаційних мереж інших типів, до яких належать радіомережі, телефонні та телевізійні мережі. Телекомунікаційні мережі складаються із таких компонентів: мережі доступу, магістралі, інформаційні центри. Комп'ютерну мережу можна уявити багатошаровою моделлю, що складається з шарів:

 комп'ютери;

 комунікаційне обладнання;

 операційні системи;

 мережеві програми. У комп'ютерних мережах використовуються різні типи та класи комп'ютерів. Комп'ютери та його характеристики визначають можливості комп'ютерних мереж. До комунікаційного обладнання належать: модеми, мережні карти, мережеві кабелі та проміжна апаратура мереж. До проміжної апаратури належать: приймачі або трансівери (traceivers), повторювачі або репітери (repeaters), концентратори (hubs), мости (bridges), комутатори, маршрутизатори (routers), шлюзи (gateways).

Для забезпечення взаємодії програмно-апаратних комплексів у комп'ютерних мережах було прийнято єдині правила чи стандарт, який визначає алгоритм передачі у мережах. Як стандарт були прийняті мережеві протоколи, які визначають взаємодію обладнання в мережах. Так як взаємодія обладнання в мережі не може бути описано одним єдиним мережевим протоколом, то був застосований багаторівневий підхід до розробки засобів взаємодії. В результаті було розроблено семирівневу модель взаємодії відкритих систем- OSI. Ця модель поділяє засоби взаємодії на сім функціональних рівнів: прикладний, представницький (рівень подання даних), сеансовий, транспортний, мережевий, канальний та фізичний. Набір протоколів, достатній в організацію взаємодії устаткування мережі, називається стеком комунікаційних протоколів. Найбільш популярним є стек – TCP/IP. Цей стек використовується для зв'язку комп'ютерів у мережі Internet та корпоративних мережах.

Протоколи реалізуються автономними та мережевими операційними системами (комунікаційними засобами, що входять до ОС), а також пристроями телекомунікаційного обладнання (мостами, комутаторами, маршрутизаторами, шлюзами). До мережним додаткамналежать різні поштові прикладні програми (Outlook Express, The Bat, Eudora та інші) та браузери - програми для перегляду веб-сторінок (Internet Explorer, Opera, Mozzila Firefox та інші). До прикладним програмамдля створення сайтів належать: Macromedia HomeSite Plus, WebCoder, Macromedia Dreamweaver, Microsoft FrontPage та інші програми. Великий інтерес має глобальна інформаційна мережа Інтернет. Internet - це об'єднання транснаціональних комп'ютерних мереж з різними типами та класами комп'ютерів та мережевого обладнання, що працюють за різними протоколами і передають інформацію з різних каналів зв'язку. Інтернет - це потужний засіб телекомунікації, зберігання та надання інформації, ведення електронного бізнесу та дистанційного (інтерактивного чи он-лайн) навчання.

До телекомунікаційних мереж нині можна віднести:

• * Телефонні мережі;
• * радіомережа;
• * Телевізійні мережі;
• * комп'ютерні мережі

У всіх цих мережах ресурсам, що надаються клієнтам, є інформація.

Телефонні мережі

Телефонні мережі надають інтерактивні послуги, оскільки два абоненти, що беруть участь у розмові (або кілька абонентів, якщо це конференція), поперемінно виявляють активність.

Винахід у 1876 році телефону започаткував розвиток телефонних мереж, які не перестають удосконалюватися і до теперішнього часу.

Зараз каналами телефонної мережі загального користування передається не тільки мовна інформація (при розмові двох абонентів), а й факсимільні повідомлення та цифрові дані.

Взагалі кажучи, телефонні мережі призначені для передачі аналогових сигналів. Аналоговий сигнал є безперервним і може приймати значення деякого діапазону. Наприклад, аналоговим сигналом є людська мова; у телефоні, телевізорі, радіоприймачі інформація також існує в аналоговій формі. Недоліком такої форми подання інформації є її схильність до перешкод.

Радіомережі та телевізійні мережі

Радіомережі та телевізійні мережі надають широкомовні послуги, при цьому інформація поширюється лише в один бік – з мережі до абонентів, за схемою "один до багатьох".

Втрата радіомережами становища головного національного засобу реклами та настання місцевого радіо почалося 1948 р., з початком епохи телебачення.

Протягом 1950-х років. "мильні опери" "перебігли" з радіо на телебачення, що означало остаточний "захід" епохи радіомереж. У наступне десятиліття мережеві програми обмежувалися головним чином новинами та коротким висвітленням різноманітних заходів.

Радіомережі багато в чому відрізняються від телевізійних мереж; різні також відносини між радіомережами та його філіями. По суті, радіомережі є постачальниками програм, але на відміну телебачення одна радіостанція може бути членом кількох радіомереж одночасно. Наприклад, місцева радіостанція може транслювати спортивні репортажі однієї національної мережі, спеціальні програми, репортажі, та новини – інший, розважальні передачі – третьої. Якщо місцеві телевізійні станції продають рекламний час на основі переваг мережевих програм, то в радіомовленні, щоб отримати національну рекламну підтримку, мережі повинні виходити з місцевих рейтингів.

Незалежно від відмінностей у використанні мережевих програм радіостанціями та безлічі відмінностей із телебаченням, радіомережі пропонують певні переваги, деякі з яких аналогічні переваг телемереж. Наприклад, рекламодавець готує одне замовлення графік реклами багатьом станцій, оплачує один рахунок і йому гарантується єдине якість виробництва реклами, що входить у графіки всіх станцій. Мережі також забезпечують економічне охоплення і, як радіо, дозволяють встановити контакти з тими цільовими сегментами аудиторії, які часто є пасивними користувачами інших медіа.

Відродження радіомереж значною мірою стало результатом використання технологій супутникового зв'язку. Доступність такого зв'язку розробникам національних радіопрограм пропонує низку переваг для мереж станцій, що є філією мереж.

Комп'ютерні мережі

Комп'ютерні мережі стали логічним результатом еволюції комп'ютерних та телекомунікаційних технологій. З одного боку, вони є окремим випадком розподілених комп'ютерних систем, а з іншого боку, можуть розглядатися як засіб передачі інформації на великі відстані, для чого в них застосовуються методи кодування та мультиплексування даних, що отримали розвиток у різних телекомунікаційних системах.

Класифікуючи мережі за територіальною ознакою, розрізняють глобальні (WAN), локальні (LAN) та міські (MAN) мережі.

Хронологічно першими з'явилися мережі WAN. Вони поєднують комп'ютери, розосереджені на відстані сотень і тисяч кілометрів. Перші глобальні комп'ютерні мережі дуже багато успадкували від телефонних мереж. У них часто використовувалися вже існуючі та не дуже якісні лінії зв'язку, що призводило до низьких швидкостей передачі даних та обмежувало набір послуг, що надаються, передачею файлів у фоновому режиміта електронною поштою.

Мережі LAN обмежені відстанями кілька кілометрів; вони будуються з використанням високоякісних ліній зв'язку, які дозволяють, застосовуючи більше прості методипередачі даних, ніж у глобальних мережах, досягати високих швидкостей обміну даними до кількох гігабітів за секунду. Послуги надаються в режимі підключення та відрізняються різноманітністю.

Мережі MAN призначені обслуговування території великого міста. При досить великих відстанях між вузлами (десятки кілометрів) вони мають якісні лінії зв'язку і підтримують високі швидкості обміну. Мережі MAN забезпечують економічне з'єднання локальних мереж між собою, а також доступ до глобальних мереж.

Найважливіший етап у розвитку мереж - поява стандартних мережевих технологій: Ethernet, FDDI, Token Ring, що дозволяють швидко та ефективно об'єднувати комп'ютери різних типів.

Тенденція зближення різних типів мереж характерна як локальних і глобальних комп'ютерних мереж, але й телекомунікаційних мереж інших типів: телефонних мереж, радіомереж, телевізійних мереж. В даний час ведуться активні роботи зі створення універсальних мультисервісних мереж, здатних однаково ефективно передавати інформацію будь-якого типу: дані, голос та відео.

з дисципліни «Комп'ютерні мережі та телекомунікації»

ВСТУП 65

2 КАБЕЛІ ТА ІНТЕРФЕЙСИ... 10

3 ОБМІН ДАНИХ У МЕРЕЖІ. 15

6 СЛУЖБИ МЕРЕЖІ ІНТЕРНЕТ.. 40

8 ЗАСОБИ ПРОГЛЯДУ WEB.. 54

ВСТУП.. 6

1 МЕРЕЖЕВІ КОНЦЕПЦІЇ І ТЕРМІНИ... 7

1.1 Основні поняття. 7

1.2 Класифікація мереж за масштабом. 7

1.3 Класифікація мереж з сервера. 7

1.3.1 Однорангові мережі. 7

1.3.2 Мережі із виділеним сервером. 8

1.4 Вибір мережі. 9

2 КАБЕЛІ ТА ІНТЕРФЕЙСИ... 10

2.1 Типи кабелів. 10

2.1.1 Кабель типу « кручена пара» – twisted pair 10

2.1.2 Коаксіальний кабель. 11

2.1.3 Оптоволоконний кабель. 12

2.2 Бездротові технології. 12

2.2.1 Радіозв'язок. 13

2.2.2 Зв'язок у мікрохвильовому діапазоні. 13

2.2.3 Інфрачервоний зв'язок. 13

2.3 Параметри кабелів. 13

3 ОБМІН ДАНИХ У МЕРЕЖІ. 15

3.1 Загальні поняття. Протокол. Стек протоколів. 15

3.2 Модель ISO/OSI 16

3.3 Функції рівнів моделі ISO/OSI 18

3.4 Протоколи взаємодії додатків та протоколи транспортної підсистеми. 21

3.5 Функціональна відповідність видів комунікаційного обладнання рівням моделі OSI 22

3.6 Специфікація IEEE 802. 24

3.7 За стеком протоколів. 25

4 МЕРЕЖЕВЕ ОБЛАДНАННЯ І ТОПОЛОГІЇ.. 27

4.1 Мережеві компоненти. 27

4.1.1 Мережеві карти. 27

4.1.2 Повторювачі та підсилювачі. 28

4.1.3 Концентратори. 29

4.1.4 Мости. 29

4.1.5 Маршрутизатор. 30

4.1.6 Шлюзи. 30

4.2 Типи мережевої топології. 31

4.2.1 Шина. 31

4.2.2 Кільце. 32

4.2.3 Зірка. 32

4.2.5 Змішані топології. 33

5 ГЛОБАЛЬНА МЕРЕЖА ІНТЕРНЕТ.. 36

5.1 Теоретичні основиІнтернет. 36

5.2 Робота з Інтернет-службами. 37

6 СЛУЖБИ МЕРЕЖІ ІНТЕРНЕТ.. 40

6.1 Термінальний режим. 40

6.2 Електронна пошта (E-Mail) 40

6.4 Служба телеконференцій (Usenet) 41

6.5 Служба World Wide Web (WWW) 43

6.6 Служба доменів (DNS) 45

6.7 Служба передачі файлів (FTP) 48

6.8 Служба Internet Relay Chat 49

6.9 ICQ.. 49

7 ПІДКЛЮЧЕННЯ ДО МЕРЕЖІ ІНТЕРНЕТ.. 51

7.1 Основні поняття. 51

7.2 Встановлення модему. 52

7.3 Підключення до комп'ютера Інтернет-провайдера. 53

8 ЗАСОБИ ПРОГЛЯДУ WEB.. 54

8.1 Поняття броузерів та його функції. 54

8.2 Робота з Internet Explorer 54

8.2.1 Відкриття та перегляд Web-сторінок. 56

8.2.3 Прийоми керування броузером. 57

8.2.4 Робота з кількома вікнами. 58

8.2.5 Налаштування властивостей броузера. 58

8.3 Пошук інформації у World Wide Web. 60

8.4 Прийом файлів з Інтернету. 62

9 РОБОТА З ЕЛЕКТРОННИМИ ПОВІДОМЛЕННЯМИ.. 64

9.1 Надсилання та отримання повідомлень. 64

9.2 Робота з Outlook Express. 65

9.2.1 Створення облікового запису. 65

9.2.2 Створення електронної пошти. 66

9.2.3 Підготовка відповіді повідомлення. 66

9.2.4 Читання повідомлень телеконференцій. 67

9.3 Робота з адресною книгою. 67

ВСТУП

Матеріал, що розглядається в даному конспекті лекцій, - не про конкретну операційну систему і навіть не про конкретний тип операційних систем. У ньому операційні системи (ОС) розглядаються із найзагальніших позицій, а описувані фундаментальні концепції та принципи побудови справедливі для більшості ОС.

1 МЕРЕЖЕВІ КОНЦЕПЦІЇ ТА ТЕРМІНИ

1.1 Основні поняття

Мережа – це з'єднання між двома та більше комп'ютерами, що дозволяє їм розділяти ресурси.

1.2 Класифікація мереж за масштабом

Локальна мережа(Local Area Network) являє собою набір підключених до мережі комп'ютерів, розташованих у межах невеликого фізичного регіону, наприклад, однієї будівлі.

Це набір комп'ютерів та інших підключених пристроїв, що вкладаються в зону дії однієї фізичної мережі. Локальні мережі є базовими блоками для побудови об'єднаних і глобальних мереж.

Глобальні мережі(Wide Area Network) можуть з'єднувати мережі в усьому світі; для міжмережевих з'єднань зазвичай використовуються сторонні засоби комунікацій.

З'єднання у глобальних мережах можуть бути дуже дорогими, оскільки вартість зв'язку зростає зі зростанням ширини смуги пропускання. Таким чином, лише невелика кількість з'єднань у глобальних мережах підтримують ту ж смугу пропускання, що й звичайні локальні мережі.

Регіональні мережі(Metropolitan Area Network) використовують технології глобальних мереж для об'єднання локальних мереж у конкретному географічному регіоні, наприклад місті.

1.3 Класифікація мереж з сервера

1.3.1 Однорангові мережі

Комп'ютери в одноранговых мережах можуть як у ролі клієнтів, і у ролі серверів. Оскільки всі комп'ютери у цьому типі мереж рівноправні, то однорангові мережі немає централізованого управління поділом ресурсів. Будь-який комп'ютер у цій мережі може розділяти свої ресурси з будь-яким комп'ютером з цієї мережі. Одноранговині взаємини також означають, що жоден комп'ютер не має ні найвищого пріоритету на доступ, ні підвищеної відповідальності за надання ресурсів у спільне використання.

Переваги однорангових мереж:

– вони легкі в установці та налаштуванні;

- Окремі машини не залежать від виділеного сервера;

- Користувачі в змозі контролювати власні ресурси;

– недорогий тип мереж у придбанні та експлуатації;

– не потрібно жодного додаткового обладнання чи програмного забезпечення, крім операційної системи;

– немає потреби наймати адміністратора мережі;

– добре підходить з кількістю користувачів, що не перевищують 10.

Недоліки однорангових мереж:

- Застосування мережної безпеки одночасно тільки до одного ресурсу;

- Користувачі повинні пам'ятати стільки паролів, скільки є розділених ресурсів;

- Необхідно виробляти резервне копіюванняокремо на кожному комп'ютері, щоб захистити всі спільні дані;

- При отриманні доступу до ресурсу, на комп'ютері, на якому цей ресурс розташований, відчувається падіння продуктивності;

- не існує централізованої організаційної схеми для пошуку та управління доступом до даних.

1.3.2 Мережі із виділеним сервером

Компанія Microsoft віддає перевагу терміну Server-based. Сервер є машиною (комп'ютером), основним завданням якого є реакція на клієнтські запити. Сервери рідко керуються кимось безпосередньо – лише щоб встановити, настроїти чи обслуговувати.

Переваги мереж із виділеним сервером:

– вони забезпечують централізоване управління обліковими записами користувачів, безпекою та доступом, що спрощує мережеве адміністрування;

- Більш потужне обладнання означає і більш ефективний доступ до ресурсів мережі;

– користувачам для входу до мережі потрібно пам'ятати лише один пароль, що дозволяє їм отримувати доступ до всіх ресурсів, які мають право;

– такі мережі краще масштабуються (зростають) із зростанням кількості клієнтів.

Недоліки мереж із виділеним сервером:

– несправність сервера може зробити мережу непрацездатною, у разі – втрата мережевих ресурсів;

– такі мережі потребують кваліфікованого персоналу для супроводу складного спеціалізованого програмного забезпечення;

– вартість мережі збільшується завдяки потребі у спеціалізованому обладнанні та програмному забезпеченні.

1.4 Вибір мережі

Вибір мережі залежить від низки обставин:

– кількість комп'ютерів у мережі (до 10 – однорангові мережі);

- Фінансові причини;

- Наявність централізованого управління, безпека;

– доступ до спеціалізованих серверів;

- Доступ до глобальної мережі.

2 КАБЕЛІ ТА ІНТЕРФЕЙСИ

На нижньому рівні мережевих комунікацій знаходиться носій, яким передаються дані. Щодо передачі даних термін media (носій, середовище передачі даних) може включати як кабельні, так і бездротові технології.

2.1 Типи кабелів

Існує кілька різних видів кабелів, що використовуються в сучасних мережах. Різні мережі можуть потребувати різних типів кабелів.

2.1.1 Кабель типу «вита пара» – twisted pair

Є мережевим носієм, що використовується в багатьох мережевих топологіях, включаючи Ethernet, ARCNet, IBM Token Ring.

Віта пара буває двох видів.

1. Неекранована кручена пара.

Є п'ять категорій неекранованої кручений пари. Вони нумеруються за порядком зростання якості від CAT1 до CAT5. Кабелі вищої категорії зазвичай містять більше пар провідників і ці провідники мають більше витків на одиницю довжини.

CAT1 – телефонний кабель, що не підтримує цифрової передачі даних.

CAT2 – це рідко використовується старий тип неекранованої кручений пари. Він підтримує швидкість передачі до 4 Мбіт/с.

CAT3 – мінімальний рівень неекранованої кручений пари, необхідний для сьогоднішніх цифрових мереж, має пропускну спроможність 10 Мбіт/с.

CAT4 – проміжна специфікація кабелю, що підтримує швидкість передачі до 16 Мбіт/с.

CAT5 – найбільш ефективний тип неекранованої кручений пари, що підтримує швидкість передачі даних до 100 Мбіт/с.

Кабелі неекранованої кручений пари з'єднують мережну карту кожного комп'ютера з мережевою панеллю або мережевим концентратором за допомогою з'єднувача RJ-45 для кожної точки з'єднання.

Прикладом такої конфігурації є стандарт на мережа Ethernet 10Base-T, який характеризується кабелем неекранована кручена пара (від CAT3 до CAT5) та використанням з'єднувача RJ-45.

Недоліки:

– чутливість до перешкод із боку зовнішніх електромагнітних джерел;

- Взаємне накладення сигналу між суміжними проводами;

– неекранована кручена пара вразлива для перехоплення сигналу;

– велике згасання сигналу на шляху (обмеження до 100 м).

2. Екранована кручена пара.

Має таку конструкцію, як і попередня, підпорядковується тому ж 100-метровому обмеженню. Зазвичай містить у середині чотири або більше пари скручених мідних ізольованих проводів, а також електрично заземлену плетену мідну сітку або алюмінієву фольгу, створюючи екран зовнішнього електромагнітного впливу.

Недоліки:

- Кабель менш гнучкий;

- Вимагає електричного заземлення.

2.1.2 Коаксіальний кабель

Цей тип кабелю складається з центрального мідного провідника, більш товстого, ніж дроти в кабелі типу кручена пара. Центральний провідник покритий шаром пінистого пластикового ізолюючого матеріалу, що у свою чергу оточений другим провідником, зазвичай плетеною мідною сіткою або алюмінієвою фольгою. Зовнішній провідник не використовується передачі даних, а виступає як заземлення.

Коаксіальний кабель може передавати дані зі швидкістю до 10 Мбіт/с на максимальну відстань від 185 м до 500 м.

Двома основними типами коаксіального кабелю, що використовується в локальних мережах, є "Товстий Ethernet" (Thicknet) і "Тонкий Ethernet" (Thinnet).

Також відомий як кабель RG-58, що є найбільш використовуваним. Він найбільш гнучкий з усіх типів коаксіальних кабелів, має товщину приблизно 6 мм. Він може використовуватися для з'єднання кожного комп'ютера з іншими комп'ютерами в локальній мережі за допомогою T-конектора, British Naval Connector (BNC)-конектора та 50-Омних заглушок (terminator термінаторів). Використовується переважно для мереж типу 10Base-2 Ethernet.

Ця конфігурація підтримує передачу даних зі швидкістю до 10 Мбіт/с на максимальну відстань до 185 м між повторювачами.

Є товстішим і дорожчим коаксіальним кабелем. За конструкцією він схожий з попереднім, але менш гнучким. Використовується як основа мереж 10Base-5 Ethernet. Цей кабель має маркування RG-8 або RG-11, приблизно 12 мм у діаметрі. Він використовується у вигляді лінійної шини. Для підключення до кожної мережної плати використовується спеціальний зовнішній трансівер AUI (Attachment unit interface) та «вампір» (відгалуження), що пронизує оболонку кабелю для отримання доступу до дроту.

Має товстий центральний провідник, який забезпечує надійну передачу даних на відстань до 500 м-коду на сегмент кабелю. Часто використовується створення сполучних магістралей. Швидкість передачі до 10 Мбіт/с.

2.1.3 Оптоволоконний кабель

Забезпечують чудову швидкість передачі на великі відстані. Вони не сприйнятливі до електромагнітного шуму та підслуховування.

Він складається з центрального скляного або пластикового провідника, оточеного іншим шаром скляного або пластикового покриття, та зовнішньої захисної оболонки. Дані передаються кабелю за допомогою лазерного або світлодіодного передавача, який посилає односпрямовані світлові імпульси через центральне скляне волокно. Скляне покриття допомагає підтримувати фокусування світла у внутрішньому провіднику. На іншому кінці провідника сигнал приймається фотодіодним приймачем, що перетворює світлові сигнали електричний сигнал.

Швидкість передачі для оптоволоконного кабелю досягає від 100 Мбіт/с до 2Гбіт/с. Дані можуть бути надійно передані на відстань до 2 км. без повторювача.

Світлові імпульси рухаються тільки в одному напрямку, тому необхідно мати два провідники: вхідний та вихідний кабелі.

Цей кабель складений в установці, є найдорожчим типом кабелю.

2.2 Бездротові технології

Методи бездротової передачіданих є зручнішою формою. Бездротові технології розрізняються за типами сигналів, частотою, відстанню передачі.

Трьома головними типами бездротової передачі є: радіозв'язок, зв'язок у мікрохвильовому діапазоні, інфрачервоний зв'язок.

2.2.1 Радіозв'язок

Технології радіозв'язку пересилають дані на радіочастотах і мало обмежень на дальність. Використовується для з'єднання локальних мереж великих географічних відстанях.

Недоліки:

– радіопередача має високу вартість,

– підлягає державному регулюванню,

- Вкрай чутлива до електронного або атмосферного впливу,

– схильна до перехоплення, тому вимагає шифрування.

2.2.2 Зв'язок у мікрохвильовому діапазоні

Підтримує передачу даних у мікрохвильовому діапазоні, використовує високі частоти та застосовується як на коротких відстанях, так і у глобальній комунікації.

Обмеження: передавач та приймач мають бути в зоні прямої видимості один одного.

Широко використовується в глобальній передачі інформації за допомогою супутників та наземних супутникових антен.

2.2.3 Інфрачервоний зв'язок

Функціонує на високих частотах, що наближаються до видимого світла. Можуть бути використані для встановлення двосторонньої або широкомовної передачі на близькі відстані. Зазвичай використовують світлодіоди передачі інфрачервоних хвиль приймачеві.

Ці хвилі можуть бути фізично заблоковані та відчувають інтерференцію з яскравим світлом, тому передача обмежена малими відстанями.

2.3 Параметри кабелів

При плануванні мережі або розширенні існуючої мережінеобхідно чітко розглянути кілька питань, що стосуються кабелів: вартість, відстань, швидкість передачі даних, легкість установки, кількість вузлів, що підтримуються.

Порівняння типів кабелів швидкості передачі даних, вартості кабелів, складності установки, максимальної відстані передачі даних представлено в таблиці 2.1.

Кількість вузлів на сегмент та вузлів у мережі при побудові мереж з різним використанням кабелів представлено у таблиці 2.2.

Таблиця 2.1 - Порівняльна характеристика кабелів

Таблиця 2.2 – Кількість вузлів залежно від типу мережі

3 ОБМІН ДАНИХ У МЕРЕЖІ

3.1 Загальні поняття. Протокол. Стек протоколів.

Головна мета, яка переслідується при з'єднанні комп'ютерів до мережі – це можливість використання ресурсів кожного комп'ютера всіма користувачами мережі. Для того, щоб реалізувати цю можливість, комп'ютери, приєднані до мережі, повинні мати необхідні засоби взаємодії з іншими комп'ютерами мережі.

Завдання поділу мережевих ресурсів включає рішення безлічі проблем - вибір способу адресації комп'ютерів і узгодження електричних сигналів при встановлення електричного зв'язку, забезпечення надійної передачі даних і обробка повідомлень про помилки, формування відправлених і інтерпретація отриманих повідомлень, а також багато інших не менш важливих завдань.

p align="justify"> Звичайним підходом при вирішенні складної проблеми є її розбиття на кілька приватних проблем - підзавдань. Для вирішення кожного підзавдання призначається певний модуль. При цьому чітко визначаються функції кожного модуля та правила їхньої взаємодії.

Приватним випадком декомпозиції завдання є багаторівневе уявлення, у якому все безліч модулів, вирішальних подзадачи, розбивається на ієрархічно впорядковані групи – рівні. Для кожного рівня визначається набір функцій-запитів, з якими до модулів даного рівня можуть звертатися модулі вище рівня для вирішення своїх завдань.

Такий набір функцій, що виконуються даним рівнем для вище лежачого рівня, а також формати повідомлень, якими обмінюються два сусідні рівні під час своєї взаємодії, називається інтерфейсом.

Правила взаємодії двох машин можуть бути описані у вигляді набору процедур для кожного рівня. Такі формалізовані правила, що визначають послідовність і формат повідомлень, якими обмінюються мережеві компоненти, що лежать одному рівні, але у різних вузлах, називаються протоколами.

Узгоджений набір протоколів різних рівнів, достатній для організації міжмережевої взаємодії, називається стеком протоколів.

При організації взаємодії можуть бути використані два основні типи протоколів. У протоколи із встановленням з'єднання(connection-oriented network service, CONS) перед обміном даними відправник і одержувач повинні спочатку встановити логічне з'єднання, тобто домовитися про параметри процедури обміну, які діятимуть лише рамках даного з'єднання. Після завершення діалогу вони мають розірвати це з'єднання. Коли нове з'єднання встановлюється, переговорна процедура виконується заново.

Друга група протоколів - протоколи без попереднього встановлення з'єднання(Connectionless Network Service, CLNS). Такі протоколи називаються також дейтаграмними протоколами. Відправник просто надсилає повідомлення, коли воно готове.

3.2 Модель ISO/OSI

З того, що протокол є угодою, прийнятою двома взаємодіючими об'єктами, в даному випадку двома працюючими в мережі комп'ютерами, зовсім не випливає, що він обов'язково є стандартом. Але на практиці при реалізації мереж прагнуть використати стандартні протоколи. Це можуть бути фірмові, національні чи міжнародні стандарти.

Міжнародна Організація зі Стандартів (International Standards Organization, ISO) розробила модель, яка чітко визначає різні рівні взаємодії систем, дає їм стандартні імена та вказує, яку роботу має виконувати кожен рівень. Ця модель називається моделлю взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection, OSI) або ISO/OSI.

У моделі OSI взаємодія поділяється на сім рівнів чи верств (рис.1). Кожен рівень має справу з одним певним аспектом взаємодії. Таким чином, проблема взаємодії декомпозована на 7 приватних проблем, кожна з яких може бути вирішена незалежно від інших. Кожен рівень підтримує інтерфейси з вищими та нижчими рівнями.

Модель OSI описує лише системні засоби взаємодії, не торкаючись додатків кінцевих користувачів. Програми реалізують власні протоколи взаємодії, звертаючись до системним засобам. Слід мати на увазі, що додаток може взяти на себе функції деяких верхніх рівнів моделі OSI, в такому випадку, при необхідності міжмережевого обміну він звертається безпосередньо до системних засобів, що виконують функції нижніх рівнів моделі OSI, що залишилися.

Додаток кінцевого користувача може використовувати системні засоби взаємодії не тільки для організації діалогу з іншим додатком, що виконується на іншій машині, але й для отримання послуг того чи іншого мережевого сервісу.

Отже, нехай додаток звертається із запитом до прикладного рівня, наприклад файлового сервісу. На підставі цього запиту програмне забезпечення прикладного рівня формує повідомлення стандартного формату, в яке поміщає службову інформацію (заголовок) і, можливо, дані, що передаються. Потім це повідомлення надсилається представницькому рівню.

Представницький рівень додає до повідомлення свій заголовок і передає результат вниз сеансовому рівню, який у свою чергу додає заголовок і т.д.

Нарешті, повідомлення досягає найнижчого, фізичного рівня, який справді передає його лініями зв'язку.

Коли повідомлення по мережі надходить на іншу машину, воно послідовно переміщається вгору з рівня до рівня. Кожен рівень аналізує, обробляє та видаляє заголовок свого рівня, виконує відповідні даному рівню функції та передає повідомлення вищому рівню.

Крім терміну "повідомлення" (message) існують інші назви, використовувані мережевими фахівцями для позначення одиниці обміну даними. У стандартах ISO для протоколів будь-якого рівня використовується термін "протокольний блок даних" - Protocol Data Unit (PDU). Крім цього часто використовуються назви кадр (frame), пакет (packet), дейтаграма (datagram).

3.3 Функції рівнів моделі ISO/OSI

фізичний рівень.Цей рівень має справу з передачею бітів по фізичним каналам, таким, наприклад, як коаксіальний кабель, кручена пара або оптоволоконний кабель. До цього рівня відносяться характеристики фізичних середовищ передачі даних, такі як смуга пропускання, схибленість, хвилевий опір та інші. На цьому рівні визначаються характеристики електричних сигналів, такі як вимоги до фронтів імпульсів, рівням напруги або струму переданого сигналу, тип кодування, швидкість передачі сигналів. Крім цього, тут стандартизуються типи роз'ємів та призначення кожного контакту.

Функції фізичного рівня реалізуються у всіх пристроях, підключених до мережі. З боку комп'ютера функції фізичного рівня виконуються мережним адаптером чи послідовним портом.

Канальний рівень.Однією із завдань канального рівня є перевірка доступності середовища передачі. Іншим завданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення та корекції помилок. Для цього на канальному рівнібіти групуються набори, звані кадрами (frames). Канальний рівень забезпечує коректність передачі кожного кадру, поміщаючи спеціальну послідовність біт на початок і кінець кожного кадру, щоб відзначити його, а також обчислює контрольну суму, підсумовуючи усі байти кадру певним способом і додаючи контрольну суму до кадру. Коли кадр приходить, одержувач знову обчислює контрольну суму отриманих даних і порівнює результат із контрольною сумою з кадру. Якщо вони збігаються, кадр вважається правильним та приймається. Якщо контрольні суми не збігаються, то фіксується помилка.

У протоколах канального рівня, що використовуються в локальних мережах, закладено певну структуру зв'язків між комп'ютерами та способи їх адресації. Хоча канальний рівень і забезпечує доставку кадру між будь-якими двома вузлами локальної мережі, він це робить тільки в мережі з певною топологією зв'язків, саме тією топологією, для якої він був розроблений. До таких типових топологій, що підтримуються протоколами канального рівня локальних мереж, відносяться загальна шина, кільце та зірка. Прикладами протоколів канального рівня є Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Мережевий рівень.Цей рівень служить утворення єдиної транспортної системи, що об'єднує кілька мереж із різними принципами передачі між кінцевими вузлами.

Повідомлення мережного рівня прийнято називати пакетами (packets). При організації доставки пакетів мережному рівні використовується поняття " номер мережі " . У цьому випадку адреса одержувача складається з номера мережі та номера комп'ютера в мережі.

Для того, щоб передати повідомлення від відправника, що знаходиться в одній мережі, одержувачу, що знаходиться в іншій мережі, потрібно здійснити кілька транзитних передач (hops) між мережами, щоразу вибираючи відповідний маршрут. Таким чином, маршрут є послідовністю маршрутизаторів, через які проходить пакет.

Проблема вибору найкращого шляху називається маршрутизацією та її рішення є головним завданням мережного рівня. Ця проблема ускладнюється тим, що найкоротший шлях не завжди найкращий. Часто критерієм при виборі маршруту є час передачі даних з цього маршруту, воно залежить від пропускної спроможності каналів зв'язку та інтенсивності трафіку, яка може змінюватися з часом.

На мережному рівні визначається два види протоколів. Перший вид відноситься до визначення правил передачі пакетів з даними кінцевих вузлів від вузла до маршрутизатора та між маршрутизаторами. Саме ці протоколи зазвичай мають на увазі, коли говорять про протоколи мережного рівня. До мережного рівня відносять і інший вид протоколів, які називаються протоколами обміну маршрутною інформацією. За допомогою цих протоколів маршрутизатори збирають інформацію про топологію міжмережевих з'єднань. Протоколи мережного рівня реалізуються програмними модулями операційної системи, а також програмними та апаратними засобами маршрутизаторів.

Прикладами протоколів мережного рівня є протокол міжмережевого взаємодії IP стека TCP/IP і протокол міжмережевого обміну пакетами IPX стека Novell.

Транспортний рівень.На шляху від відправника до одержувача пакети можуть бути спотворені чи загублені. Хоча деякі програми мають власні засоби обробки помилок, існують і такі, які вважають за краще відразу мати справу з надійним з'єднанням. Робота транспортного рівня полягає в тому, щоб забезпечити додаткам або верхнім рівням стека - прикладному та сеансовому - передачу даних з тим ступенем надійності, який їм потрібний. Модель OSI визначає п'ять класів сервісу, що надаються транспортним рівнем.

Як правило, всі протоколи, починаючи з транспортного рівня та вище, реалізуються програмними засобамикінцевих вузлів мережі – компонентами їх мережевих операційних систем. Як приклад транспортних протоколів можна навести протоколи TCP та UDP стека TCP/IP та протокол SPX стека Novell.

Сеансовий рівень.Сеансовий рівень забезпечує управління діалогом для того, щоб фіксувати, яка зі сторін є активною в теперішній момент, а також надає засоби синхронізації. Останні дозволяють вставляти контрольні точки в довгі передачі, щоб у разі відмови можна було повернутися назад до останньої контрольної точки замість того, щоб починати все з початку. Насправді деякі додатки використовують сеансовий рівень, і він рідко реалізується.

Рівень уявлення.Цей рівень забезпечує гарантію того, що інформація, що передається прикладним рівнем, буде зрозуміла прикладному рівню в іншій системі. При необхідності рівень подання виконує перетворення форматів даних на деякий загальний формат подання, а на прийомі відповідно виконує зворотне перетворення. Таким чином, прикладні рівні можуть подолати, наприклад, синтаксичні відмінності у поданні даних. На цьому рівні може виконуватися шифрування та дешифрування даних, завдяки якому секретність обміну даними забезпечується одночасно для всіх прикладних сервісів. Прикладом протоколу, що працює на рівні подання, є протокол SSL (Secure Socket Layer), який забезпечує секретний обмін повідомленнями для протоколів прикладного рівня стека TCP/IP.

Прикладний рівень.Прикладний рівень - це насправді просто набір різноманітних протоколів, за допомогою яких користувачі мережі отримують доступ до ресурсів, таких як файли, принтери або гіпертекстові Web-сторінки, а також організують свою спільну роботу, наприклад, за допомогою протоколу електронної пошти. Одиниця даних, якою оперує прикладний рівень, зазвичай називається повідомленням (message).

Існує дуже велика різноманітність протоколів прикладного рівня. Наведемо як приклади хоча б кілька найбільш поширених реалізацій файлових сервісів: NCP в операційній системі Novell NetWare, SMB Microsoft Windows NT, NFS, FTP і TFTP, що входять до стек TCP/IP.

3.4 Протоколи взаємодії додатків та протоколи транспортної підсистеми

Функції всіх рівнів моделі OSI можуть бути віднесені до однієї з двох груп: або до функцій, що залежать від конкретної реалізації мережі, або до функцій, орієнтованим на роботу з додатками.

Три нижніх рівня - фізичний, канальний та мережевий - є сетезалежними, тобто протоколи цих рівнів тісно пов'язані з технічною реалізацією мережі, з комунікаційним обладнанням, що використовується.

Три верхніх рівня - сеансовий, рівень подання та прикладної - орієнтовані на додатки та мало залежать від технічних особливостейпобудови мережі. На протоколи цих рівнів не впливають жодних змін у топології мережі, заміна обладнання або перехід на іншу мережну технологію.

Транспортний рівень проміжний, він приховує всі деталі функціонування нижніх рівнів від верхніх рівнів. Це дозволяє розробляти програми, які від технічних засобів, безпосередньо займаються транспортуванням повідомлень.

Малюнок 2 показує рівні моделі OSI, у яких працюють різні елементи мережі.

Комп'ютер, із встановленою у ньому мережевий ОС, взаємодіє з іншим комп'ютером з допомогою протоколів всіх семи рівнів. Цю взаємодію комп'ютери здійснюють через різні комунікаційні пристрої: концентратори, модеми, мости, комутатори, маршрутизатори, мультиплексори. Залежно від типу, комунікаційний пристрій може працювати або тільки на фізичному рівні (повторювач), або на фізичному та канальному (міст і комутатор), або на фізичному, канальному та мережному, іноді захоплюючи і транспортний рівень (маршрутизатор).

3.5 Функціональна відповідність видів комунікаційного обладнання рівням моделі OSI

Найкращим способомдля розуміння відмінностей між мережевими адаптерами, повторювачами, мостами/комутаторами та маршрутизаторами є розгляд їхньої роботи в термінах моделі OSI. Співвідношення між функціями цих пристроїв і рівнями OSI показано на малюнку 3.

Повторювач, який регенерує сигнали, за рахунок чого дозволяє збільшувати довжину мережі, працює фізично.

Мережевий адаптер працює на фізичному та канальному рівнях. До фізичного рівня відноситься та частина функцій мережного адаптера, яка пов'язана з прийомом і передачею сигналів по лінії зв'язку, а отримання доступу до середовища передачі, розпізнавання МАС-адреси комп'ютера - це вже функція канального рівня.

Мости виконують більшу частину своєї роботи на канальному рівні. Для них мережа є набором МАС-адрес пристроїв. Вони витягують ці адреси із заголовків, доданих до пакетів на канальному рівні, і використовують їх під час обробки пакетів для ухвалення рішення про те, на який порт відправити той чи інший пакет. Мости не мають доступу до інформації про адреси мереж, що належать до вищого рівня. Тому вони обмежені у прийнятті рішень про можливі шляхи або маршрути переміщення пакетів через мережу.

Маршрутизатори працюють на мережевому рівні OSI. Для маршрутизаторів мережа - це набір мережевих адрес пристроїв та безліч мережевих шляхів. Маршрутизатори аналізують всі можливі шляхи між будь-якими двома вузлами мережі та вибирають найкоротший з них. При виборі можуть братися до уваги інші фактори, наприклад, стан проміжних вузлів і ліній зв'язку, пропускна здатність ліній або вартість передачі даних.

Для того, щоб маршрутизатор міг виконувати покладені на нього функції, йому повинна бути доступна більш розгорнута інформація про мережу, ніж та, яка доступна мосту. У заголовку пакета мережного рівня крім мережевої адреси є дані, наприклад, про критерій, який повинен бути використаний при виборі маршруту, про час життя пакета в мережі, про те, якому протоколу верхнього рівня належить пакет.

Завдяки використанню додаткової інформації, маршрутизатор може здійснювати більше операцій із пакетами, ніж міст/коммутатор. Тому програмне забезпечення, необхідне роботи маршрутизатора, є складнішим.

На малюнку 3 показаний ще один тип комунікаційних пристроїв – шлюз, який може працювати на будь-якому рівні моделі OSI. Шлюз (gateway) – це пристрій, що виконує трансляцію протоколів. Шлюз розміщується між мережами, що взаємодіють, і служить посередником, що переводить повідомлення, що надходять з однієї мережі, у формат іншої мережі. Шлюз може бути реалізований як суто програмними засобами, встановленими на звичайному комп'ютері, і з урахуванням спеціалізованого комп'ютера. Трансляція одного стека протоколів в інший являє собою складне інтелектуальне завдання, що вимагає максимально повної інформації про мережу, тому шлюз використовує заголовки всіх протоколів, що транслюються.

3.6 Специфікація IEEE 802

Приблизно в той же час, коли з'явилася модель OSI, Опубліковано специфікацію IEEE 802, яка фактично розширює мережеву модель OSI. Це розширення відбувається на канальному та фізичному рівнях, які визначають як більш ніж один комп'ютер може отримати доступ до мережі, уникнувши конфліктів з іншими комп'ютерами мережі.

Цей стандарт деталізує ці рівні за допомогою розбиття канального рівня на 2 підрівні:

– Logical Link Control (LLC) – рівень управління логічним зв'язком. Керує зв'язками між каналами даних та визначає використання точок логічного інтерфейсу, званих Services Access Point (Точки доступу до служб), які іншими комп'ютерами можуть використовуватись для передачі інформації на верхні рівні моделі OSI;

– Media Access Control (MAC) – рівень управління доступом до пристроїв. Надає паралельний доступ для декількох мережевих адаптерів на фізичному рівні, має пряму взаємодію з мережевою картою комп'ютера та відповідає за безпомилкову передачу даних між комп'ютерами в мережі.

3.7 За стеком протоколів

Набір протоколів (або стек протоколів) є поєднанням протоколів, які спільно працюють для забезпечення мережевої взаємодії. Ці набори протоколів зазвичай розбивають на три групи, що відповідають мережевій моделі OSI:

– мережеві;

- Транспортні;

- Прикладні.

Мережеві протоколи надають такі послуги:

– адресацію та маршрутизацію інформації;

- Перевірку на наявність помилок;

- Запит повторної передачі;

- Встановлення правил взаємодії в конкретному мережному середовищі.

Популярні мережеві протоколи:

– DDP (Delivery Datagram Protocol – Протокол доставки дейтаграм). Протокол передачі даних Apple, що використовується в AppleTalk.

– IP (Internet Protocol – Протокол Інтернет). Частина набору протоколів TCP/IP, що забезпечує адресну інформацію та інформацію про маршрутизацію.

– IPX (Internetwork Packet eXchange – Міжмережевий обмін пакетами) та NWLink. Протокол мереж Novell NetWare (і реалізація цього протоколу фірмою Microsoft), що використовується для маршрутизації та спрямування пакетів.

- NetBEUI. Розроблений спільно IBM і Microsoft цей протокол забезпечує транспортні послуги для NetBIOS.

Транспортні протоколи відповідають за надійне транспортування даних між комп'ютерами.

Популярні транспортні протоколи:

– ATP (AppleTalk Transaction Protocol – Транзакційний протокол AppleTalk) та NBP (Name Binding Protocol – Протокол зв'язування імен). Сеансовий та транспортний протоколи AppleTalk.

– NetBIOS/NetBEUI. Перший – встановлює з'єднання між комп'ютерами, а другий – надає послуги передачі для цього з'єднання.

– SPX (Sequenced Packet exchange – Послідовний обмін пакетами) та NWLink. Орієнтований на з'єднання протокол Novell, що використовується забезпечення доставки даних (і реалізація цього протоколу фірмою Microsoft).

– TCP (Transmission Control Protocol – Протокол управління передачею). Частина набору протоколів TCP/IP відповідає за надійну доставку даних.

Прикладні протоколи, відповідальні взаємодія додатків.

Популярні прикладні протоколи:

– AFP (AppleTalk File Protocol – Файловий протокол AppleTalk). Протокол віддаленого керуванняфайлами Macintosh.

- FTP ( File Transfer Protocol – Протокол передачі). Ще один член набору протоколів TCP/IP, який використовується для забезпечення послуг передачі файлів.

- NCP (NetWare Core Protocol - Базовий протокол NetWare). Оболонка та редиректори клієнта Novell.

– SMTP (Simple Mail Transport Protocol – Простий протокол передачі пошти). Член набору протоколів TCP/IP, який відповідає за надсилання електронної пошти.

– SNMP (Simple Network Management Protocol – Простий протокол керування мережею). Протокол TCP/IP, який використовується для керування та спостереження за мережевими пристроями.

4 МЕРЕЖЕВЕ ОБЛАДНАННЯ І ТОПОЛОГІЇ

4.1 Мережеві компоненти

Існує безліч мережевих пристроїв, які можна використовувати для створення, сегментування та вдосконалення мережі.

4.1.1 Мережеві карти

Мережевий адаптер(Network Interface Card, NIC) - це периферійний пристрійкомп'ютера, що безпосередньо взаємодіє з середовищем передачі даних, яка прямо або через інше комунікаційне обладнання пов'язує його з іншими комп'ютерами. Цей пристрій вирішує завдання надійного обміну двійковими даними, представленими відповідними електромагнітними сигналами, зовнішніми лініями зв'язку. Як і будь-який контролер комп'ютера, мережний адаптер працює під керуванням драйвера операційної системи.

У більшості сучасних стандартів для локальних мереж передбачається, що між мережевими адаптерами комп'ютерів, що взаємодіють, встановлюється спеціальний комунікаційний пристрій (концентратор, міст, комутатор або маршрутизатор), який бере на себе деякі функції з управління потоком даних.

Мережевий адаптер зазвичай виконує такі функції:

– Оформлення інформації у вигляді кадру певного формату.Кадр включає кілька службових полів, серед яких є адреса комп'ютера призначення та контрольна сума кадру.

– Отримання доступу до середовища передачі даних. У локальних мережах в основному застосовуються канали зв'язку, що розділяються між групою комп'ютерів (загальна шина, кільце), доступ до яких надається за спеціальним алгоритмом (найчастіше застосовуються метод випадкового доступу або метод з передачею маркера доступу по кільцю).

– Кодування послідовності біт кадру послідовністю електричних сигналів під час передачі даних і декодування за її прийомі.Кодування повинно забезпечити передачу вихідної інформації лініями зв'язку з певною смугою пропускання і певним рівнем перешкод таким чином, щоб сторона, що приймає, змогла розпізнати з високим ступенем ймовірності надіслану інформацію.

– Перетворення інформації з паралельної форми на послідовну і назад.Ця операція пов'язана з тим, що в обчислювальних мережах інформація передається в послідовній формі, біт за бітом, а не побайтно, як усередині комп'ютера.

– Синхронізація бітів, байтів та кадрів.Для стійкого прийому інформації, що передається, необхідна підтримка постійного синхронізму приймача і передавача інформації.

Мережеві адаптери розрізняються за типом і розрядністю внутрішньої шини даних, що використовується в комп'ютері - ISA, EISA, PCI, MCA.

Мережеві адаптери різняться також за типом прийнятої мережі мережевої технології - Ethernet, Token Ring, FDDI тощо. Як правило, конкретна модель мережного адаптера працює за певною мережевою технологією (наприклад, Ethernet).

У зв'язку з тим, що для кожної технології зараз є можливість використання різних середовищ передачі, мережевий адаптер може підтримувати як одну, так і кілька середовищ одночасно. У випадку, коли мережний адаптер підтримує лише одне середовище передачі даних, а необхідно використовувати інше, застосовуються трансівери та конвертори.

Трансівер(приймач, transmitter + receiver) - це частина мережного адаптера, його кінцевий пристрій, що виходить на кабель. У варіантах Ethernet"а виявилося зручним випускати мережеві адаптериз портом AUI, до якого можна приєднати трансівер для потрібного середовища.

Замість підбору відповідного трансівера можна використовувати конвертор, який може узгодити вихід приймача, призначеного для одного середовища, з іншим середовищем передачі даних (наприклад, вихід на кручена параперетворюється на вихід на коаксіальний кабель).

4.1.2 Повторювачі та підсилювачі

Як говорилося раніше, сигнал при переміщенні по мережі слабшає. Щоб запобігти цьому ослабленню, можна використовувати повторювачі та (або) підсилювачі, які підсилюють сигнал, що проходить через них.

Повторювачі (repeater) використовуються в мережах з цифровим сигналомдля боротьби із згасанням (ослабленням) сигналу. Коли репітер отримує ослаблений сигнал, він очищає цей сигнал, посилює і надсилає наступному сегменту.

Підсилювачі (amplifier), хоч і мають схоже призначення, застосовуються збільшення дальності передачі у мережах, використовують аналоговий сигнал. Це називається широкосмугової передачі. Носій ділиться на кілька каналів, тому різні частоти можуть передаватися паралельно.

Зазвичай мережева архітектура визначає максимальну кількість повторювачів, які можуть бути встановлені окремою мережею. Причиною цього є феномен, відомий як затримка поширення. Період, потрібний кожному повторювачу для очищення та посилення сигналу, помножений на число повторювачів, може призводити до помітних затримок передачі даних через мережу.

4.1.3 Концентратори

Концентратор (HUB) є мережевий пристрій, що діє фізично мережевої моделі OSI, служить як центральної точки з'єднання і сполучної лінії мережевої конфігурації «зірка».

Існує три основні типи концентраторів:

- пасивні (passive);

- Активні (active);

- Інтелектуальні (Intelligent).

Пасивні концентратори не вимагають електроенергії і діють як фізична точка з'єднання, нічого не додаючи до сигналу, що проходить).

Активні вимагають енергію, яку використовують для відновлення та посилення сигналу.

Інтелектуальні концентратори можуть надавати такі послуги, як перемикання пакетів (packet switching) і перенаправлення трафіку (traffic riuting).

4.1.4 Мости

Міст (bridge) є пристроєм, що використовується для з'єднання мережевих сегментів. Мости можна розглядати як удосконалення повторювачів, оскільки вони зменшують завантаження мережі: мости зчитують адресу мережевої карти(MAC address) комп'ютера-отримувача з кожного вхідного пакетаданих та переглядають спеціальні таблиці, щоб визначити, що робити з пакетом.

Міст функціонує на канальному рівні мережевої моделі OSI.

Міст функціонує як повторювач, він отримує дані з будь-якого сегмента, але більш розбірливий, ніж повторювач. Якщо одержувач перебуває у тому фізичному сегменті, як і міст, то міст знає, що пакет більше не потрібний. Якщо одержувач перебуває у іншому сегменті, міст знає, що пакет треба переслати.

Ця обробка дозволяє зменшити завантаження мережі, оскільки сегмент не отримуватиме повідомлень, які до нього не належать.

Мости можуть з'єднувати сегменти, які використовують різні типи носіїв (10BaseT, 10Base2), а також із різними схемами доступу до носія (Ethernet, Token Ring).

4.1.5 Маршрутизатори

Маршрутизатор (router) являє собою мережевий комунікаційний пристрій, що працює на мережному рівні мережевої моделі, і може пов'язувати два та більше мережевих сегментів (або підмереж).

Він функціонує подібно до мосту, але для фільтрації трафіку він використовує не адресу мережевої карти комп'ютера, а інформацію про мережеву адресу, що передається в частині пакета, що відноситься до мережевого рівня.

Після отримання інформації маршрутизатор використовує таблицю маршрутизації, щоб визначити, куди направити пакет.

Існує два типи маршрутизуючих пристроїв: статичні та динамічні. Перші використовують статичну таблицю маршрутизації, яку має створювати та оновлювати мережевий адміністратор. Другі – створюють та оновлюють свої таблиці самі.

Маршрутизатори можуть зменшити завантаження мережі, збільшити пропускну здатність та підвищити надійність доставки даних.

Маршрутизатор може бути як спеціальний електронний пристрій, так і спеціалізований комп'ютер, підключений до кількох мережевих сегментів за допомогою декількох мережевих карт.

Він може зв'язувати кілька невеликих підмереж, які використовують різні протоколи, якщо протоколи, що використовуються, підтримують маршрутизацію. Маршрутизовані протоколи мають здатність перенаправляти пакети даних в інші мережеві сегменти (TCP/IP, IPX/SPX). Не маршрутизований протокол – NetBEUI. Він не може працювати за межами своєї підмережі.

4.1.6 Шлюзи

Шлюз (gateway) є методом здійснення зв'язку між двома і більше мережевими сегментами. Дозволяє взаємодіяти неподібним системам у мережі (Intel та Macintosh).

Іншою функцією шлюзів є перетворення протоколів. Шлюз може отримати протокол IPX/SPX, надісланий клієнту, який використовує протокол TCP/IP, на віддаленому сегменті. Шлюз перетворює вихідний протокол на потрібний протокол одержувача.

Шлюз працює на транспортному рівні мережевої моделі.

4.2 Типи мережевої топології

Під топологією мережі розуміється опис її фізичного розташування, тобто те, як комп'ютери з'єднані в мережі один з одним і за допомогою яких пристроїв входять до фізичної топології.

Існує чотири основні топології:

- Bus (шина);

- Ring (кільце);

- Star (зірка);

- Mesh (комірка).

Фізична топологія шина, що також називається лінійною шиною, складається з єдиного кабелю, до якого приєднані всі комп'ютери сегмента (рис. 4.1).

Повідомлення надсилаються по лінії всім підключеним станціям незалежно від того, хто є одержувачем. Кожен комп'ютер перевіряє кожен пакет у дроті, щоб визначити одержувача пакета. Якщо пакет призначений для іншої станції, комп'ютер відкидає його. Якщо пакет призначений даному комп'ютеру, то він отримає та обробить його.

Малюнок 4.1 - Топологія "шина"

Головний кабель шини, відомий як магістраль, має на обох кінцях заглушки (термінатори) для запобігання відображенню сигналу. Зазвичай у мережах із шинною топологією використовується два типи носія: товстий та тонкий Ethernet.

Недоліки:

- Трудно ізолювати неполадки станції або іншого мережевого компонента;

- Несправності в магістральному кабелі можуть призвести до виходу з експлуатації всієї мережі.

4.2.2 Кільце

Топологія Ring (кільце) використовується в основному в мережах Token Ring та FDDI (волоконно-оптичних).

У фізичній топології "кільце" лінії передачі даних фактично утворюють логічне кільце, до якого підключені всі комп'ютери мережі (рис. 4.2).

Рисунок 4.2 – Топологія «кільце»

Доступ до носія в кільці здійснюється за допомогою маркерів (token), які пускаються по колу від станції до станції, даючи можливість переслати пакет, якщо це потрібно. Комп'ютер може надсилати дані лише тоді, коли володіє маркером.

Так як кожен комп'ютер при цій топології є частиною кільця, він має можливість пересилати будь-які отримані пакети даних, адресовані іншій станції.

Недоліки:

- Несправності на одній станції можуть призвести до відмови всієї мережі;

– при переконфігурації будь-якої частини мережі необхідно тимчасово відключати всю мережу.

4.2.3 Зірка

У топології Star (зірка) всі комп'ютери в мережі з'єднані один з одним за допомогою центрального концентратора (рис. 4.3).

Всі дані, які надсилає станція, направляються прямо на концентратор, який пересилає пакет у напрямку одержувача.

У цій топології лише один комп'ютер може надсилати дані в конкретний момент часу. При одночасної спробі двох і більше комп'ютерів переслати дані, всі вони отримають відмову і будуть змушені чекати на випадковий інтервал часу, щоб повторити спробу.

Ці мережі краще масштабуються, ніж інші мережі. Проблеми на одній станції не виводять з ладу всю мережу. Наявність центрального концентратора полегшує додавання нового комп'ютера.

Недоліки:

- Вимагає більше кабелю, ніж інші топології;

- Вихід з ладу концентратора виведе з ладу весь сегмент мережі.

Рисунок 4.3 – Топологія «зірка»

Топологія Mesh (комірка) з'єднує всі комп'ютери попарно (рис. 4.4).

Рисунок 4.4 – Топологія «комірка»

Мережі Meshвикористовують значно більше кабелю, ніж інші топології. Ці мережі значно складніше встановлювати. Але ці мережі стійкі до збоїв (здатні працювати за наявності ушкоджень).

4.2.5 Змішані топології

Насправді існує безліч комбінацій головних мережевих топологій. Розглянемо основні їх.

Star Bus

Змішана топологія Star Bus (зірка на шині) поєднує топології Шина та Зірка (рис. 4.5).

Топологія Star Ring (зірка на кільці) відома також під назвою Star-wired Ring, оскільки сам концентратор виконаний як кільце.

Ця мережа ідентична топології «зірка», але насправді концентратор з'єднаний проводами як логічне кільце.

Так само як і у фізичному кільці, у цій мережі надсилаються маркери визначення порядку передачі даних комп'ютерами.

Рисунок 4.5 – Топологія «зірка на шині»

Hybrid Mesh

Оскільки реалізація справжньої топології Mesh у великих мережах може бути дорогою, мережа топології Hybrid Mesh може надати деякі істотні переваги цієї мережі Mesh.

В основному використовується для з'єднання серверів, що зберігають критично важливі дані (рис. 4.6).

Рисунок 4.6 – Топологія «гібридний осередок»

5 ГЛОБАЛЬНА МЕРЕЖА ІНТЕРНЕТ

5.1 Теоретичні основи Інтернету

Ранні експерименти з передачі та прийому інформації за допомогою комп'ютерів почалися ще у 50-х роках та мали лабораторний характер. Лише наприкінці 60-х років коштом Агентства Перспективних Розробок міністерства оборони США було створено мережа національного масштабу. Вона отримала назву ARPANET. Ця мережа пов'язувала кілька великих наукових, дослідних та освітніх центрів. Її основним завданням була координація груп колективів, які працюють над єдиними науково-технічними проектами, а основним призначенням став обмін електронною поштою файлами з науковою та проектно-конструкторською документацією.

Мережа ARPANET запрацювала у 1969 році. Нечисленні вузли, що входили до неї на той час, були пов'язані виділеними лініями. Прийом та передача інформації забезпечувалися програмами, що працюють на вузлових комп'ютерах. Мережа поступово розширювалася за рахунок підключення нових вузлів, а до початку 80-х років на базі найбільших вузлів було створено свої регіональні мережі, що відтворюють загальну архітектуру ARPANET на нижчому рівні (у регіональному чи локальному масштабі).

По справжньому народженням Інтернетуприйнято вважати 1983 рік. Цього року відбулися революційні зміни у програмному забезпеченні комп'ютерного зв'язку. Днем народження Інтернету в сучасному розумінні цього слова стала дата стандартизації протоколу зв'язку TCP/IP, що лежить в основі Всесвітньої мережі.

TCP/IP - це один мережевий протокол, а кілька протоколів, що лежать різних рівнях мережевий моделі OSI (це так званий стек протоколів). З них протокол TCP – протокол транспортного рівня. Він керує тим, як відбувається передача інформації. Протокол IP-адресний. Він належить мережному рівню та визначає, куди відбувається передача.