Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Архитектура глобальной сети

Принципы построения, архитектура глобальной сети

Типичный пример структуры глобальной компьютерной сети приведен на рис. 4.4. Здесь используются следующие обозначения: S (switch) — коммутаторы, К – компьютеры, R (router) — маршрутизаторы, MUX (multiplexor) – мультиплексор, UNI (User-Network Interface) – интерфейс пользователь-сеть и NNI (Network-Network Interface) – интерфейс сеть-сеть. Кроме того, офисная АТС обозначена аббревиатурой РВХ, а маленькими черными квадратиками – устройства DCE.

Сеть строится на основе некоммутируемых (выделенных) каналов связи, которые соединяют коммутаторы глобальной сети между собой. Коммутаторы называют также центрами коммутации пакетов, то есть они являются коммутаторами пакетов, которые в разных технологиях глобальных сетей могут иметь и другие названия – кадры, ячейки (cell). Как и в технологиях локальных сетей принципиальной разницы между этими единицами данных нет, однако в некоторых технологиях есть традиционные названия.

Рис. 4.4. Пример структуры глобальной сети

Коммутаторы устанавливаются в тех географических пунктах, в которых требуется ответвление или слияние потоков данных конечных абонентов или магистральных каналов, переносящих данные многих абонентов. Естественно, выбор мест расположения коммутаторов определяется многими соображениями, в которые включается также возможность обслуживания коммутаторов квалифицированным персоналом, наличие выделенных каналов связи в данном пункте, надежность сети, определяемая избыточными связями между коммутаторами.

Абоненты сети подключаются к коммутаторам в общем случае также с помощью выделенных каналов связи. Эти каналы связи имеют более низкую пропускную способность, чем магистральные каналы, объединяющих коммутаторы, иначесеть бы не справилась с потоками данных своих многочисленных пользователей. Для подключения конечных пользователей допускается использование коммутируемых каналов, то есть каналов телефонных сетей, хотя в таком случае качество транспортных услуг обычно ухудшается. Принципиально замена выделенного канала на коммутируемый ничего не меняет, но вносятся дополнительные задержки, отказы и разрывы канала по вине сети с коммутацией каналов, которая в таком случае становится промежуточным звеном между пользователем и сетью с коммутацией пакетов. Кроме того, в аналоговых телефонных сетях канал обычно имеет низкое качество из-за высокого уровня шумов. Применение коммутируемых каналов на магистральных связях коммутатор-коммутатор также возможно, но по тем причинам весьма нежелательно.

Конечные узлы глобальной сети более разнообразны, чем конечные узлы локальной сети. На рис. 4.4 показаны основные типы конечных узлов глобальной сети: отдельные компьютеры К, локальные сети, маршрутизаторы R и мультиплексоры MUX, которые используются для одновременной передачи по компьютерной сети данных и голоса (или изображения). Все эти устройства вырабатывают данные для передачи в глобальной сети, поэтому являются для нее устройствами типа DTE (Data Terminal Equipment). Локальная сеть отделена от глобальной маршрутизатором или удаленным мостом (который на рисунке не показан), поэтому для глобальной сети она представлена единым устройством DTE – портом маршрутизатора или моста.

При передаче данных через глобальную сеть мосты и маршрутизаторы работают в соответствии с той же логикой, что и при соединении локальных сетей. Мосты, которые в этом случае называются удаленными мостами (remote bridges), строят таблицу МАС-адресов на основании проходящего через них трафика, и по данным этой таблицы принимают решение – передавать кадры в удаленную сеть или нет. Маршрутизаторы принимают решение на основании номера сети пакета какого-либо протокола сетевого уровня (например, IP или IPX) и, если пакет нужно переправить следующему маршрутизатору по глобальной сети, например frame relay, упаковывают его в кадр этой сети, снабжают соответствующим аппаратным адресом следующего маршрутизатора и отправляют в глобальную сеть.

Мультиплексоры «голос-данные» предназначены для совмещения в рамках одной территориальной сети компьютерного и голосового трафиков. Так как рассматриваемая глобальная сеть передает данные в виде пакетов, то мультиплексоры «голос-данные», работающие на сети данного типа, упаковывают голосовую информацию в кадры или пакеты территориальной сети и передают их ближайшему коммутатору точно так же, как и любой конечный узел глобальной сети, то есть мост или маршрутизатор. Если глобальная сеть поддерживает приоритезацию трафика, то кадрам голосового трафика мультиплексор присваивает наивысший приоритет, чтобы коммутаторы обрабатывали и продвигали их в первую очередь. Приемный узел на другом конце глобальной сети также должен быть мультиплексором «голос-данные», который должен понять, что за тип данных находится в пакете – замеры голоса или пакеты компьютерных данных, – и отсортировать эти данные по своим выходам. Голосовые данные направляются офисной АТС, а компьютерные данные поступают через маршрутизатор в локальную сеть. Часто модуль мультиплексора «голос-данные» встраивается в маршрутизатор.

Так как конечные узлы глобальной сети должны передавать данные по каналу связи определенного стандарта, то каждое устройство типа DTE требуется оснастить устройством типа DCE (Data Circuit terminating Equipment), которое обеспечивает необходимый протокол физического уровня данного канала. В зависимости от типа канала для связи с каналами глобальных сетей используются DCE трех основных типов: модемы для работы по выделенным и коммутируемым аналоговым каналам, устройства DSU/CSU для работы по цифровым выделенным каналам сетей технологии TDM и терминальные адаптеры (ТА) для работы по цифровым каналам сетей ISDN. Устройства DTE и DCE обобщенно называют оборудованием, размещаемым на территории абонента глобальной сети.

Дата добавления: 2014-12-11 ; просмотров: 665 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Архитектура и принципы работы сети Интернет

Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации.

Глобальные сети (Wide Area Network, WAN) – это сети, предназначенные для объединения отдельных компьютеров и локальных сетей, расположенных на значительном удалении (сотни и тысячи километров) друг от друга. Глобальные сетиобъединяют пользователей, расположенных по всему миру, используя при этом самые разнообразные каналы связи.

Современный Интернет — весьма сложная и высокотехнологичная система, позволяющая пользователю общаться с людьми, находящимися в любой точке земного шара, быстро и комфортно отыскивать любую необходимую информацию, публиковать для всеобщего сведения данные, которые он хотел бы сообщить всему миру.

В действительности Internet не просто сеть, — это структура, объединяющая обычные сети.Internet — это «сеть сетей».

Чтобы описать сегодняшний Internet, полезно воспользоваться строгим определением.

В своей книге «The Matrix: Computer Networks and Conferencing Systems Worldwide» Джон Квотерман описывает Internet как «метасеть, состоящую из многих сетей, которые работают согласно протоколам семейства TCP/IP, объединены через шлюзы и используют единое адресное пространство и пространство имен».

В Internet нет единого пункта подписки или регистрации, вместо этого вы контактируете с поставщиком услуг, который предоставляет вам доступ к сети через местный компьютер. Последствия такой децентрализации с точки зрения доступности сетевых ресурсов также весьма значительны. Среду передачи данных в Internet нельзя рассматривать только как паутину проводов или оптоволоконных линий. Оцифрованные данные пересылаются через маршрутизаторы, которые соединяют сети и с помощью сложных алгоритмов выбирают наилучшие маршруты для информационных потоков (рис.1).

В отличие от локальных сетей, в составе которых имеются свои высокоскоростные каналы передачи информации, глобальная (а так­же региональная и, как правило, корпоративная) сеть включает под­сеть связи (иначе: территориальную сеть связи, систему передачи ин­формации), к которой подключаются локальные сети, отдельные ком­поненты и терминалы (средства ввода и отображения информации) (рис. 2).

Подсеть связи состоит из каналов передачи информации и коммуни­кационных узлов, которые предназначены для передачи данных по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации, комму­тации пакетов и реализации ряда других функций с помощью компь­ютера (одного или нескольких) и соответствующего программного обеспечения, имеющихся в коммуникационном узле. Компьютеры, за которыми работают пользователи-клиенты, называются рабочими станциями, а компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети, предоставляемых пользователям, называются серверами. Такая струк­тура сети получила название узловой.

Рис.1 Схема взаимодействия в сети Интернет

Интернет – это глобальная информационная система, которая:

· логически взаимосвязана пространством глобальных уникальных адресов, основанных на Интернет-протоколе (IP);

· способна поддерживать коммуникации с использованием семейства протокола управления передачей — TCP/IP или его последующих расширений/преемников и/или других IP-совместимых протоколов;

· обеспечивает, использует или делает доступными на общественной или частной основе высокоуровневые услуги, надстроенные над описанной здесь коммуникационной и иной связанной с ней инфраструктурой.

Инфраструктура Интернет(рис.2):

1. магистральный уровень (система связанных высокоскоростных телекоммуникационных серверов).

2. уровень сетей и точек доступа (крупные телекоммуникационные сети), подключенных к магистрали.

3. уровень региональных и других сетей.

4. ISP – интернет-провайдеры.

Читать еще:  Как установить linux рядом с windows 7

К техническим ресурсам сети Интернет относятся компьютерные узлы, маршрутизаторы, шлюзы, каналы связи и др.

Рис.2 Инфраструктура сети Интернет

В основу архитектуры сетей положен многоуровневый принцип передачи сообщений. Формирование сообщения осуществляется на самом верхнем уровне модели ISO/OSI.. Затем (при передаче) оно после­довательно проходит все уровни системы до самого нижнего, где и передается по каналу связи адресату. По мере прохождения каждого из уровней системы сообщение трансформируется, разбивается на сравнительно короткие части, которые снабжаются дополнительны­ми заголовками, обеспечивающими информацией аналогичные уров­ни на узле адресата. В этом узле сообщение проходит от нижнего уровня к верхнему, снимая с себя заголовки. В результате адресат принимает сообщение в первоначальном виде.

В территориальных сетях управление обменом данных осуществ­ляется протоколами верхнего уровня модели ISO/OSI. Независимо от внутренней конструкции каждого конкретного протокола верхнегоуровня для них характерно наличие общих функций: инициализация связи, передача и прием данных, завершение обмена. Каждый прото­кол имеет средства для идентификации любой рабочей станции сети по имени, сетевому адресу или по обоим этим атрибутам. Активиза­ция обмена информацией между взаимодействующими узлами начи­нается после идентификации узла адресата узлом, инициирующимобмен данными. Инициирующая станция устанавливает один из ме­тодов организации обмена данными:метод дейтаграмм или метод сеансов связи. Протокол предоставляет средства для приема/переда­чи сообщений адресатом и источником. При этом обычно накладыва­ются ограничения на длину сообщений.

Архитектура глобальных сетей

В предыдущих лекциях были рассмотрены основные сетевые средства, включая аппаратные компоненты, применяемые в локальных и распределенных сетях, а также общие принципы, такие как адресация и маршрутизация. Далее нам предстоит рассмотреть технологию объединения сетей, которая может использоваться для соединения нескольких физических сетей в большую, однородную систему связи. Мы ознакомимся с причинами объединения сетей, применяемыми аппаратными компонентами, опишем архитектуру, в которой используются эти компоненты и покажем значение концепции объединения сетей.

Причины объединения сетей

Каждая сетевая технология должна соответствовать определенным требованиям. Например, технологии локальных сетей предназначены для обеспечения высокоскоростной связи на короткие расстояния, а технологии распределенных сетей должны обеспечивать связь на больших территориях. Однако ни одна сетевая технология не может удовлетворить все потребности.

В большой организации с разнообразными требованиями к сетевому взаимодействию возникает потребность в нескольких сетях. Если для решения каждой задачи будет выбрана сеть наиболее подходящего типа, то образуется несколько типов сетей. Например, технология локальной сети наподобие Ethernet может оказаться наилучшим решением для соединения компьютеров одного офиса, а служба Frame Relay может применяться для обеспечения взаимодействия компьютеров, находящихся в разных городах.

Универсальная служба

Основная проблема, связанная с применением в организации нескольких сетей, очевидна: компьютер, подключенный к конкретной сети, может взаимодействовать только с компьютерами той же сети. Эта проблема встала на повестку дня в 70-х годах, когда крупные организации приступили к развертыванию многочисленных сетей. Каждая сеть в организации образовала отдельный «остров».

Большинство современных компьютерных систем связи обеспечивают взаимодействие между любыми двумя компьютерами, аналогично тому, как телефонная система обеспечивает связь между любыми двумя телефонами. Это понятие, получившее название универсальной службы, лежит в основе современных сетей. Отметим, что попытки создания универсальной службы предпринимались с использованием многих технологий, например, АТМ.

Универсальная служба позволяет пользователю любого компьютера в любом подразделении организации передавать сообщения или данные любому другому пользователю. Доступ ко всей информации можно получить с любого компьютера. Система связи, предоставляющая доступ к универсальной службе, обеспечивает взаимодействие любых компьютеров, подключенных к сети.

Есть ли возможность создать универсальную службу, которая охватывает несколько сетей с разными технологиями? Несовместимость электрических сигналов не позволяет создавать большие сети, просто соединив отдельные сети кабелями. Более того, такие методы расширения сетей, которые предусматривают, например, применение мостов, не могут использоваться с разнородными сетевыми технологиями, поскольку эти технологии основаны на несовместимых форматах пакетов и схемах адресации. Поэтому фрейм, созданный для одной сетевой технологии, не может быть передан в сеть, где применяется другая технология.

Архитектура объединенной сети

Несмотря на несовместимость разных сетевых технологий, был разработан принцип, позволяющий создать универсальную службу на основе разнородных сетей. Этот принцип, получивший название объединения сетей, предусматривает использование как аппаратных, так и программных средств. Для объединения сетей применяются дополнительные аппаратные системы. Затем во всех подключенных компьютерах устанавливается программное обеспечение, которое и образует универсальную службу. Система, возникшая в результате соединения сетей, называется объединенной сетью.

Объединенная сеть может быть неограниченной по своим размерам: существуют объединенные сети, которые включают лишь несколько сетей, и такие, которые включают тысячи сетей. Может изменяться и число компьютеров, подключенных к каждой подсети в объединенной сети: к некоторым подсетям вообще не подключены компьютеры, а к другим подключены сотни компьютеров.

Основным аппаратным компонентом, используемым для соединения разнородных сетей, является маршрутизатор. Каждый маршрутизатор представляет собой компьютер специального назначения, выделенный для соединения сетей. Маршрутизатор имеет процессор и память, а также отдельные интерфейсы ввода-вывода для каждой сети, к которой он подключен. Маршрутизатор может соединять сети с разными технологиями, в том числе с разной передающей средой, схемой физической адресации или форматом фрейма.

Рис. 1. Две сети, соединенные маршрутизатором, который имеет отдельный интерфейс для каждого сетевого соединения. К каждой сети могут подключаться компьютеры.

Маршрутизаторы позволяют соединять более двух сетей. Однако эта возможность используется редко. На это есть две причины:

  • поскольку для обработки каждого пакета используются процессор и память одного маршрутизатора, производительности одного маршрутизатора недостаточно для обработки всего трафика, проходящего между произвольным числом сетей;
  • избыточность связей между отдельными сетями повышает надежность объединенной сети. Программное обеспечение протокола непрерывно контролирует соединения объединенной сети и выдает маршрутизаторам команды на перенаправление трафика по альтернативным путям при отказе какой-либо сети или маршрутизатора.

Рис. 2. Объединенная сеть, созданная с использованием нескольких маршрутизаторов, соединяющих несколько сетей (локальных или распределенных) избыточными связями

Цель объединения сетей состоит в создании универсальной службы в разнородных сетях. Для обеспечения работы универсальной службы, доступной для всех компьютеров объединенной сети, маршрутизаторы должны обеспечить пересылку информации из одной сети в другую. Эта задача является сложной, поскольку форматы фреймов и схемы адресации, используемые в базовых сетях, могут быть разными. Таким образом, для создания универсальной службы в компьютерах и маршрутизаторах должно применяться программное обеспечение протокола. Протоколы объединенной сети преодолевают различия в форматах фреймов и физических адресах для взаимодействия между сетями, в которых используются разные технологии.

Программное обеспечение объединенной сети создает впечатление единой, безукоризненно взаимодействующей системы связи, к которой подключено много компьютеров. Эта система обеспечивает создание универсальной службы: каждому компьютеру присвоен адрес и любой компьютер может передать пакет на любой другой компьютер. Программное обеспечение протокола объединенной сети скрывает такие подробности, как схемы сетевых соединений, физические адреса и информация маршрутизации: ни пользователи, ни прикладные программы не имеют сведений о базовых сетях или соединяющих их маршрутизаторах.

Рис. 3. Концепция объединенной сети: а) Иллюзия единой сети, создаваемая программным обеспечением TCP/IP ; б) Базовая физическая структура, в которой компьютеры подключаются к сетям, а маршрутизаторы соединяют сети

Объединенную сеть называют виртуальной сетевой системой, поскольку эта система связи представляет собой просто абстракцию. Это значит, что такой сети в действительности не существует, несмотря на то, что сочетание аппаратных и программных средств создает иллюзию существования однородной сетевой системы.

Протоколы объединенных сетей

Для объединения сетей наиболее широко применяется набор протоколов TCP/IP . Этот стек протоколов был первым, разработанным для использования в объединенных сетях. Исследователи, которые создали протоколы TCP/IP , разработали также архитектуру объединенной сети, описанную в предыдущем разделе лекции. Работа над протоколами TCP/IP началась в 70-х годах примерно в то же время, когда проводилась разработка технологии локальных сетей. Основное финансирование исследований по TCP/IP и объединению сетей осуществлялось Министерством обороны США через Агентство перспективных научных проектов. В подразделениях Министерства обороны появилось множество физических сетей. Поэтому возникла необходимость создания универсальной службы. К середине 80-х годов Национальный научный фонд ( National Science Foundation) и другие правительственные агентства США занимались финансированием разработки протоколов TCP/IP и большой объединенной сети, которая применялась для проверки этих протоколов.

Объединение сетей является одним из наиболее важных принципов создания современных сетей. Технология TCP/IP предоставила возможность создания не только частных объединенных сетей, но и глобальной объединенной сети Internet , охватывающей десятки миллионов компьютеров всего мира.

Читать еще:  Микросервисная архитектура недостатки

В терминологию глобальных сетей входит понятие хост-компьютер, который обозначает компьютерную систему, подключенную к объединенной сети и используемую для выполнения приложений. Хост-компьютер может представлять собой небольшое аппаратное устройство, например, персональный компьютер, или крупную систему, такую как мэйнфрейм. Процессор хоста может быть медленным или быстрым, память — большой или малой, а сеть, к которой непосредственно подключен хост, может работать на высокой или низкой скорости.

Протоколы TCP/IP обеспечивают взаимодействие между любыми хостами, независимо от различий в их аппаратном обеспечении. Программное обеспечение протоколов TCP/IP должно быть установлено и в хостах, и в маршрутизаторах. Однако в маршрутизаторах не используются протоколы всех уровней.

Таким образом, по своей структуре объединенная сеть представляет собой совокупность сетей, которые соединены устройствами, называемыми маршрутизаторами. Маршрутизатор — это специализированный компьютер, который подключен к двум или нескольким сетям. Маршрутизатор имеет память и процессор, как и компьютер общего назначения, но он предназначен исключительно для перемещения данных между сетями, к которым он подключен.

Обычные компьютеры, которые подключены к объединенной сети, называются хостами. Хостом может быть большой компьютер (например, мощная ЭВМ) или малый компьютер (например, персональный компьютер). Каждый хост в объединенной сети подключен к одной из физических сетей.

Внешне объединенная сеть выглядит как единая, безукоризненно взаимодействующая система связи. Подключенные к объединенной сети компьютеры могут обмениваться данными, как будто они подключены к одной сети. Это значит, что любой компьютер может отправить пакет на любой другой компьютер, который подключен к объединенной сети.

Иллюзия существования единой системы связи создается программным обеспечением протоколов объединенной сети. Это программное обеспечение должно работать на каждом хосте или маршрутизаторе объединенной сети и обеспечивать обмен пакетами между прикладными программами. Программное обеспечение протоколов обеспечивает передачу пакетов к месту назначения либо непосредственно, либо через маршрутизаторы.

Наиболее важными протоколами, разработанными для объединения сетей, являются протоколы стека TCP/IP . Программное обеспечение протоколов TCP/IP работает очень надежно и позволяет создавать крупные объединенные сети. Протоколы TCP/IP используются не только во многих частных объединенных сетях, но и в глобальной сети Internet .

Архитектура сети. Структура сети передачи данных и оборудование

Сегодня понятием сетевых подключений уже никого не удивишь. Однако многие из нас при упоминании о них даже особо не задумываются о том, что представляет собой такое подключение и как работают сетевые службы. Попробуем рассмотреть данный вопрос в самом кратком изложении, поскольку о сетях и их возможностях в современном мире можно было бы написать целую монографию.

Архитектура сети: основные типы

Итак, как следует из основной трактовки самого термина, компьютерные сети представляют собой определенное количество терминалов (компьютеров, ноутбуков, мобильных девайсов), соединенных между собой, что, собственно, и образует сеть.

На сегодняшний день выделяют два основных типа подключений: проводное и беспроводное, использующее соединение посредством маршрутизатора вроде Wi-Fi-роутера. Но это только вершина айсберга. На самом деле архитектура сети предполагает использование нескольких компонентов, а посему может иметь разную классификацию. Принято считать, что на данный момент существует три типа сетей:

  • одноранговые сети;
  • сети с выделенными серверами;
  • гибридные сети, включающие в себя все типы узлов.

Кроме того, отдельную категорию составляют широковещательные, глобальные, локальные, муниципальные, частные сети и другие разновидности. Остановимся на основных понятиях.

Описание сетей по типам

Начнем, пожалуй, с сетей на основе взаимодействия «главный компьютер в сети-клиент». Как уже понятно, здесь главенствующее положение занимает центральный терминал, на котором осуществляется управление сетью и всеми ее компонентами. Клиентские терминалы могут только лишь посылать запросы на предоставление соединения и в дальнейшем – на получение информации. Главный терминал в такой сети не может играть роль клиентской машины.

Одноранговые сети, часто называемые пиринговыми, отличаются от первого типа тем, что ресурсы в них в равной степени распределены между всеми подключенными терминалами. Самым простым примером можно считать процессы загрузки файлов с использованием торрентов. Конечный файл в полном или частично загруженном виде может находиться на разных терминалах. Пользовательская система, его загружающая на свой компьютер, использует все доступные на данный момент ресурсы в сети, чтобы скачать части искомого файла. Чем их больше, тем выше скорость закачки. При этом сетевая адресация особой роли не играет. Главное условие состоит в том, чтобы на клиентской машине было установлено соответствующее программное обеспечение. Оно-то и будет производить клиентские запросы.

Архитектура сети типа «клиент-сервер» является самой простой. Соединение между компьютерными терминалами (не важно, каким способом оно производится) для упрощенного понимания можно представить в виде библиотечного зала, в котором имеется хранилище или полки с книгами (центральный сервер) и столы, где посетители могут почитать материал, взятый с полок.

Очевидно, что здесь прослеживается четкая взаимосвязь: посетитель приходит в библиотеку, регистрируется или представляет уже зарегистрированные личные данные (сетевая идентификация на основе присвоенного IP-адреса), затем ищет нужную литературу (сетевой запрос), наконец, берет книгу и читает ее.

Естественно, сравнение это самое примитивное, ведь современные сети работают намного сложнее. Тем не менее для упрощенного понимания структуры такой пример подойдет как нельзя лучше.

Вопросы идентификации терминалов

Теперь несколько слов о том, как производится распознавание компьютеров сети любого типа. Если кто не знает, любому терминалу при подключении присваивается два типа IP-адреса, или, проще говоря, уникального идентификатора: внутренний и внешний. Внутренний адрес уникальным не является. А вот внешний IP – да. В миру нет двух машин с одинаковым IP. Именно это и позволяет идентифицировать любой гаджет, будь то компьютерный терминал или мобильное устройство, на все сто.

За все это отвечает соответствующий протокол. На данный момент самым распространенным и наиболее широко применяемым является IPv4. Однако, как показывает практика, он себя уже изжил, поскольку стал неспособен предоставлять уникальные адреса в связи с возросшим количеством клиентских устройств. Посмотрите только на мобильную технику, ведь за последнее десятилетие используемых гаджетов стало столько, что чуть ли не каждый второй житель Земли имеет в своем распоряжении тот же мобильный телефон.

Протокол IPv6

Таким образом, и архитектура сети, в частности Интернета, начала изменяться. И на смену четвертой версии пришла шестая (IPv6). Пока она еще особо широкого применения не получила, тем не менее, как утверждается, будущее не за горами, и вскоре практически все провайдеры, предоставляющие услуги связи, перейдут именно на этот протокол (при условии наличия активного сервера DHCP шестой версии).

Посудите сами, ведь с применением этого проткола с предоставлением 128-битного адреса позволяет зарезервировать намного больше адресов, чем при использовании четвертой версии.

Выделенные серверы

Теперь рассмотрим выделенные серверы. Обозначение говорит само за себя: они предназначены для каких-то конкретных задач. Грубо говоря, это самый настоящий интернет-сервер виртуального типа, полностью принадлежащий пользователю, который берет его в аренду. В этом и заключается смысл хостинга, когда владелец подкасты главного ресурса может размещать на выделенном пространстве любую информацию.

Кроме того, за безопасность отвечает не арендатор, а именно тот, кто сдает серверное пространство в аренду. Примеров таких серверов можно привести достаточно много. Тут вам и почта, и игры, и файлообменники, и личные страницы (не путать с аккаунтами в социальных сетях и службах такого типа), и многое другое.

Локальные сети

Локальная сеть, или, как ее часто называют, «локалка», организуется для объединения в одно целое ограниченного числа терминалов. Архитектура локальной сети в смысле подключения, как уже понятно, может представлять собой и проводное соединение, и доступ по типу VPN. И в том и в другом случае требуется наличие подключения к главному администраторскому серверу. Сетевые службы в этом случае могут работать в двойном режиме: с автоматической идентификацией (присвоением адреса каждой машине) или с ручным вводом параметров.

Локальные сети, в принципе, имеют отличительную особенность, состоящую только в том, что любому терминалу нужны регистрация (что не требуется, например, в пиринговых сетях) и центральный сервер (плюс админ). Кроме того, доступ к «расшаренной» информации может быть либо полным, либо ограниченным. Тут все зависит от настроек. Однако если посмотреть даже на так называемые облачные сервисы, они-то, по сути, тоже представляют собой виртуальную сеть, где юзеры, проходя аутентификацию, и получают права на доступ к определенной информации, скачиванию или редактированию файлов и т. д. При всем этом иногда предусмотрено даже одновременное изменение содержимого файла в режиме реального времени.

Читать еще:  Фон нейман архитектура

Архитектура сети Интернет: немного истории

Наконец, переходим к сети, которая сегодня является самой большой в мире. Конечно же, это Интернет, или World Wide Web. Прототипом Всемирной паутины принято считать ARPANET – коммуникацию, разработанную для военных целей в США еще в 1969 году. Тогда, правда, было протестировано соединение всего лишь между двумя узлами, но со временем подключение к сети с помощью кабеля было установлено даже с терминалами, находящимися в Великобритании.

Только много позже, когда появилась идентификация на основе протоколов TCP/IP и система присвоения доменных имен, и возникло то, что сегодня мы и называем Интернетом.

Вообще, как считается, в сети Интернет не существует единого центрального сервера, где могла бы храниться вся информация. Да на сегодняшний день и дисковых накопителей такой емкости не существует. Вся информация распределена между сотнями тысяч отдельных серверов разного типа. Иными словами, Интернет в равной степени можно отнести и к одноранговой, и к гибридной сети. При всем этом на отдельно взятой машине можно создать собственный интернет-сервер, который позволит не только управлять параметрами сети или сохранить нужную информацию, но и обеспечить к ней доступ другим пользователям. Раздача Wi-Fi – чем не самый простой пример?

Основные параметры и настройки

Что же касается параметров и настроек, тут все просто. Как правило, ручной ввод сетевых IP, DNS- или прокси-серверов давно не используется. Вместо этого любой провайдер предоставляет услуги автоматического распознавания компьютера или мобильного девайса в сети.

В Windows-системах доступ к этим настройкам производится через свойства сети с выбором параметров протокола IPv4 (или, если работает, IPv6). Как правило, в самих настройках указывается автоматическое получение адресов, что избавляет пользователя от ввода данных вручную. Правда, в некоторых случаях, особенно при настройке RDP-клиентов (удаленный доступ) или при организации доступа к некоторым специфичным службам, ручной ввод данных является обязательным.

Заключение

Как видим, понимание того, что собой представляет архитектура сети, в общем-то, особо сложным не является. В принципе, здесь рассматривались только основные аспекты организации работы сетей, чтобы пояснить любому, даже самому неподготовленному юзеру, этот вопрос, так сказать на пальцах. На самом же деле, конечно, все намного сложнее, ведь мы не затрагивали понятия серверов DNS, прокси, DHCP, WINS и т. д., а также вопросы, связанные с программным обеспечением. Думается, даже этой минимальной информации хватит для понимания структуры и основных принципов функционирования сетей любого типа.

Урок 1
Как устроена компьютерная сеть

Содержание урока

Как устроена компьютерная сеть

Как устроена компьютерная сеть

Изучив эту тему, вы узнаете:

— что такое компьютерная сеть;
— что такое локальные сети;
— что такое глобальные сети.

Что такое компьютерная сеть

Вы уже знаете, что при работе компьютера непрерывно происходит информационный обмен между составляющими его устройствами. Передача информации между пользователем и компьютером осуществляется через клавиатуру, монитор, принтер и другие устройства ввода/вывода. А теперь вы узнаете, как компьютеры обмениваются информацией между собой через компьютерные сети.

Компьютерная сеть — это программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий автоматизированный обмен данными между компьютерами по каналам связи.

Компьютерную сеть называют телекоммуникационной сетью, а процесс обмена информацией по такой сети называют телекоммуникацией (от греч. tele — вдаль, далеко и лат. communicatio — связь).

Локальные сети

Небольшие компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, одного предприятия, называются локальными сетями (ЛС). Обычно компьютеры одной локальной сети удалены друг от друга на расстояние не более одного километра.

Локальная сеть дает возможность пользователям не только быстро обмениваться данными друг с другом, но и эффективно использовать ресурсы объединенных в сеть компьютеров — узлов сети. Такими ресурсами могут быть дисковая память, устройство печати, факс-модем и другие технические средства, а также программное обеспечение (ПО) и прочая информация в файлах.

С точки зрения организации взаимодействия отдельных элементов ЛС выделяют два типа таких систем:

— 1) одноранговую сеть; в ней все объединенные компьютеры равноправны;
— 2) сеть с выделенным узлом.

Пользователю одноранговой сети могут быть доступны ресурсы всех подключенных к ней компьютеров (в том случае, если эти ресурсы не защищены от постороннего доступа).

В школьных компьютерных классах чаще всего используется ЛC с выделенным узлом, организованная по следующему принципу: имеется одна машина (узел), выполняющая дополнительные обслуживающие функции. Такой узел называют сервером локальной сети. Прочие узлы сети называются рабочими станциями. Операционная система, управляющая работой сервера и рабочих станций, поддерживает режим сетевого взаимодействия.

Выделенный компьютер имеет большую дисковую память, к нему подключены устройства, которых нет на рабочих станциях. На сетевом сервере хранится программное обеспечение и другая информация, к которой могут обращаться пользователи сети.

На многих предприятиях на базе локальных сетей работают информационные системы. Например, в крупном торговом центре на сервере хранится база данных, содержащая сведения о товарах, имеющихся на складе.

Рабочие станции установлены в торговых отделах. На них по запросам продавцов с сервера поступает информация о наличии нужного товара. С рабочей станции на сервер передаются сведения о проданном товаре.

После этого сервер вносит соответствующие изменения в базу данных.

Глобальные сети

Другой разновидностью компьютерных сетей являются глобальные сети. Дальше речь пойдет именно о них.

Глобальная сеть связывает между собой множество локальных сетей, а также отдельные компьютеры, не входящие в локальные сети. Размеры глобальных сетей не ограничены: существуют сети в масштабах стран, континентов и всего мира.

Организация связи в глобальных сетях похожа на организацию телефонной связи. Телефон каждого абонента подключен к определенному узлу-коммутатору. Связь между коммутаторами организована таким образом, чтобы любые два абонента, где бы они ни находились, могли поговорить друг с другом. И такая телефонная сеть «покрывает» весь мир. Аналогично работают компьютерные сети. Персональный компьютер (ПК) пользователя сети (его также можно рассматривать в качестве абонента сети) подключается к определенному постоянно действующему узлу сети. Узлы связаны между собой, и эта связь поддерживается постоянно. На рисунке 1.1 узлы сети обозначены У1, У2 и т. д., а компьютеры пользователей — A11, А12 и т. д.

Рис. 1.1. Характерная архитектура глобальной сети

Существуют корпоративные сети, региональные сети. Обычно каждая компьютерная сеть имеет связь с другими сетями. Для этой цели в каждой сети существуют специально выделенные узлы, которые называются шлюзами. Они осуществляют пересылку данных между сетями.

Существует мировая система компьютерных сетей, через которую можно установить связь с самыми далекими уголками планеты. Эта система называется Интернет (англ. net — сеть). Об Интернете речь пойдет немного позже.

Коротко о главном

Компьютерная телекоммуникационная сеть — это множество компьютеров, соединенных каналами передачи информации и имеющих ПО, обеспечивающее автоматизированную связь между ними.

В одноранговых локальных сетях все компьютеры равноправны.

Локальная сеть с выделенным узлом включает в себя сетевой сервер и множество рабочих станций. Сервер используется как хранилище общих информационных ресурсов, а также содержит некоторые технические устройства общего доступа.

Работу локальной сети поддерживает сетевая операционная система.

Глобальная сеть — это система связанных между собой локальных сетей и компьютеров отдельных пользователей, удаленных друг от друга на большие расстояния.

Интернет — мировая система компьютерных сетей.

Вопросы и задания

— 1. Что такое компьютерная сеть?
— 2. Как устроена локальная сеть? Какие функции она выполняет?
— 3. Что такое глобальная сеть?
— 4. Как называется всемирная сеть, объединяющая в себе большинство существующих в мире сетей?
— 5. Придумайте различные способы соединения в сеть четырех компьютеров-серверов. Найдите способ, обеспечивающий самый короткий маршрут передачи информации между двумя любыми пользователями.

Следующая страница Коллекция цифровых образовательных ресурсов (часть 1)

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×