Понятие компьютерной сети

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Введение

Что такое «коммуникация», пожалуй, пояснять не нужно, а приставка «теле» пришла из греческого языка и обозначает «далёкий». Следовательно, телекоммуникация — это осуществление дистанционной связи. В нашу эпоху — с помощью электронного оборудования. То есть, фактически — электросвязь плюс услуги по её предоставлению. Ну и ещё здесь замешан научно-теоретический аспект, а также материально-технический и коммерческий.

Телекоммуникационная контора (какой-нибудь «телеком») обычно охватывает сразу несколько разновидностей электросвязи: телефонную (проводную), телеграфную (если таковая в его стране ещё есть), мобильную (в том числе сотовую), ну и работает как провайдер, предоставляющий доступ к интернету, не без этого.

Структура, упрощённая ради наглядности, выглядит примерно так. Абонент соединяется каналом связи с коммутатором. Коммутатор может соединяться ещё с чем-то, например, с автоматической телефонной станцией. От неё идёт линия снова к какому-нибудь коммутатору, а дальше — к другому абоненту.

То есть, используется дополнительное оборудование, электронные посредники: АТС, коммутаторы, серверы, базовые станции сот, ну и так далее, вплоть до спутников. В то время как обычная электросвязь, скажем, между двумя портативными радиостанциям, в посредниках не нуждается.

1 Понятие компьютерной сети

Компьютерная сеть – это множество компьютеров, соединенных линиями связи и работающих под управлением специального программного обеспечения. Под линией связи обычно понимают совокупность технических устройств, и физической среды, обеспечивающих передачу сигналов от передатчика к приемнику. [3]

Рисунок 1- Компьютерная сеть

2 Сетевая МОДЕЛЬ OSI

 Сетевая модель OSI – базовая эталонная модель взаимодействия открытых систем. Представляет собой 7-уровневую сетевую иерархию разработанную Международной организацией по стандартам (International Standardization Organization - ISO) [2].

Таблица 1 – Уровни модели OSI

Модель OSI
Уровень (layer)		Тип данных (PDU)	Функции	Примеры
Уровень хоста	Прикладной (application)	Данные	Доступ к сетевым службам	HTTP, FTP, SMTP
	Представительский (presentation)		Представление и шифрование данных	ASCII, EBCDIC, SPEG
	Сеансовый (session)		Управление сеансом связи	RPC, PAP
	Транспортный (transport)	Сегменты (segment)	Прямая связь между конечными пунктами и надёжность	TCP, UPD
Уровень среды передачи данных	Биты(bit)/Кадры (frame)	Физическая адресация	Определение маршрута и логическая адресация	IPv4, IPv6, IPsec
	Канальный (data link)	Биты (bit)/Кадры(frames)	Физическая адресация	PPP, IEEE, 802.2, L2TP
	Физический (physical)	Биты (bit)	Работа со средой передачи, сигналами и двоичными данными	DSL, USB

 

Протокол прикладного уровня (Application layer) — протокол верхнего, 7-го уровня сетевой модели OSI, обеспечивает взаимодействие сети и пользователя. Уровень разрешает приложениям пользователя иметь доступ к сетевым службам, таким, как обработчик запросов к базам данных, доступ к файлам, пересылке электронной почты. Также отвечает за передачу служебной информации, предоставляет приложениям информацию об ошибках и формирует запросы к уровню представления.

Уровень представления (Presentation layer) — шестой уровень сетевой модели OSI. Этот уровень отвечает за преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы приложений, полученные с уровня приложений, он преобразует в формат для передачи по сети, а полученные из сети данные преобразует в формат, понятный приложениям. На этом уровне может осуществляться сжатие/распаковка или кодирование/декодирование данных, а также перенаправление запросов другому сетевому ресурсу, если они не могут быть обработаны локально.

Сеансовый уровень (Session layer) — 5-й уровень сетевой модели OSI, отвечает за поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач, определением права на передачу данных и поддержанием сеанса в периоды неактивности приложений. Синхронизация передачи обеспечивается помещением в поток данных контрольных точек, начиная с которых возобновляется процесс при нарушении взаимодействия.

Транспортный уровень (Transport layer) — 4-й уровень сетевой модели OSI, предназначен для доставки данных. При этом не важно, какие данные передаются, откуда и куда, то есть, он предоставляет сам механизм передачи. Блоки данных он разделяет на фрагменты, размер которых зависит от протокола, короткие объединяет в один, а длинные разбивает. Протоколы этого уровня предназначены для взаимодействия типа точка-точка.

Сетевой уровень (англ. Network layer) — 3-й уровень сетевой модели OSI, предназначается для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

Канальный уровень (Data Link layer) — второй уровень сетевой модели OSI, предназначенный для передачи данных узлам, находящимся в том же сегменте локальной сети. Также может использоваться для обнаружения и, возможно, исправления ошибок, возникших на физическом уровне.

Физический уровень (physical layer) — первый уровень сетевой модели OSI. Это нижний уровень модели OSI — физическая и электрическая среда для передачи данных. Обычно физический уровень описывает: передачи на примерах топологий, сравнивает аналоговое и цифровое кодирование, синхронизацию бит, сравнивает узкополосную и широкополосную передачу, многоканальные системы связи, последовательную (логическую 5-вольтовую) передачу данных.

3 Классификция компьютерных сетей

1. По территориальному признаку

LAN – локальная сеть, внутренняя, объединяющая отдельные компьютеры, сегменты сети и группы сетей, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Взаимодействие между собой обеспечивается как проводными, так и беспроводными технологиями. Сети LAN могут охватывать до нескольких километров территории, и связь между участками сети обеспечивается высококачественными кабелями с высокой пропускной способностью (чаще всего витыми парами). При организации LAN используется прямая топология;

Рисунок 2 – LAN

WAN – сеть внешняя, соединяющая группы локальных сетей и отдельные компьютеры независимо от места их нахождения. Участники сети могут взаимодействовать друг с другом с учетом ограничений технологий аабеючения (преимущественно на скорость передачи данных). Глобальная сеть Интернет – самая известная, но не единственная сеть WAN на сегодняшний день. Сети WAN территорию не ограничивают, но при их организации используют и телефонные линии, не отличающиеся качеством и скоростью передачи данных. Кроме того, WAN могут быть основаны и на более современных сетях связи. При организации WAN используется смешанная иерархическая топология;

Рисунок 3 – WAN

MAN – объединяет компьютеры в пределах города, представляет собой сеть по размерам меньшую чем WAN, но большую, чем LAN.

Рисунок 3 – MAN

 

2.   По физической топологии

Точка-точка – простейший вид компьютерной сети, при котором два компьютера соединяются между собой напрямую через коммуникационное оборудование;

Рисунок 5 – Точка – точка

Кольцо – топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете;

Рисунок 6 – Кольцо

Звезда – топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным аабелем;

Рисунок 7 – Звезда

Шина – Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

Рисунок 8 – Шина

3.   По способу администрирования

Одноранговая сеть – представляет собой сеть равноправных компьютеров – рабочих станций, каждая из которых имеет уникальное имя и адрес. Все рабочие станции объединяются в рабочую группу. В одноранговой сети нет единого центра управления – каждая рабочая станция сети может отвечать на запросы других компьютеров, выступая в роли сервера, и направлять свои запросы в сеть, играя роль клиента;

Иерархическая сеть – выделяется один или несколько специальных компьютеров – серверов. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные ПК с серверной операционной системой, отказоустойчивыми дисковыми массивами и системой защиты от сбоев. Как правило, на этих компьютерах локальные пользователи не работают, поэтому принято говорить о выделенном сервере. Серверы управляют сетью и хранят информацию, которую совместно используют остальные компьютеры сети. Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются клиентами. [1]

4 Способы объединения компьютеров в сеть

• ИК-порт – порт для беспроводного подключения цифровых устройств с использованием инфракрасного излучения. Чаще всего используется для связи портативных цифровых устройств, ноутбуков с компьютером и между собой. Принцип работы инфракрасного порта довольно прост: светодиод, работающий в инфракрасном диапазоне, излучает последовательность импульсов, которую принимает соответствующий фотодиод и затем преобразует обратно в электрические сигналы;
• Bluetooth – одна из технологий беспроводной передачи данных. Спецификация была разработана в 1998 году компанией Ericsson, а позднее оформлена группой Bluetooth Special Interest Group (SIG). Bluetooth позволяет объединять в локальные сети любую технику: от мобильного телефона и компьютера до холодильника;
• FireWire – это последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами. Благодаря невысокой цене и большой скорости передачи данных эта шина становится новым стандартом шины ввода-вывода для персонального компьютера. Ее изменяемая архитектура и одноранговая топология делают Fireware идеальным вариантом для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации. Эта шина также идеально подходит для работы мультимедийных приложений в реальном времени;
• Ethernet – пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей. Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат кадров и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3;
• Wi-Fi – это современная беспроводная технология передачи данных по радио каналу. Термин Wi-Fi часто применяется в компьютерных сетях и чаще всего характеризует беспроводные локальные сети с высокой степенью мобильности клиентов сети. [4]

Заключение

Сети врываются в жизнь людей как в профессиональную деятельность, так и в быт - самым неожиданным и массовым образом. Знания о сетях и навыки работы в них становятся необходимыми множеству людей.

Сети  породили существенно новые технологии обработки информации - сетевые технологии. В простейшем случае сетевые технологии позволяют совместно использовать ресурсы - накопители большой емкости, печатающие устройства, доступ в Internet, базы и банки данных. Наиболее современные и перспективные подходы к сетям связаны с использованием коллективного разделения труда при совместной работе с информацией - разработке различных документов и проектов, управлении учреждением или предприятием и т.д. Компьютерные сети и сетевые технологии обработки информации стали основой для построения современных информационных систем. Компьютер ныне следует рассматривать не как отдельное устройство обработки, а как «окно» в компьютерные сети, средство коммуникаций с сетевыми ресурсами и другими пользователями сетей.

Список использованных источников

1. Скоробогатов Д. Теллекомуникация – понятие [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://xbb.uz/ICT/Telekommunikacii-ponjatie-i-klassifikacija (дата обращения 21.10.15).
2. Интернет (Википедия). [Электронный ресурс]. - https://ru.wikipedia.org/wiki (Дата обращения 21.10.15).
3. Филимонов А. Построение мультисервисных сетей  Ethernet [Электронный ресурс]. – режим досутпа http://citforum.ru/nets/switche/osi.shtml (дата обращения 21.10.15).
4. Infrared Data Association Control Specification (Formerly IrBus). IrDA CIR (Control IR) Standardhttp [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.ixbt.com/peripheral/irda.html (дата обращения 21.10.15).