Класифікація комп’ютерних мереж
На сьогоднішній день відомі і досить поширені такі види конфігураційного зв’язку між окремими робочими станціями локальних обчислювальних мереж, що іменуються топологією мережі:
топологія мережі з єдиною шиною (bus network);
кільцева топологія мережі (ring network);
зіркоподібна топологія мережі (star network);
гібридна топологія мережі;
осередкова топологія мережі.
Топологія локальної обчислювальної мережі з єдиною шиною – це конфігурація комп’ютерної мережі, в якій усі вузли (робочі станції) підключені до основної лінії зв’язку (шини). Характерною особливістю роботи такої мережі є те, що кожна робоча станція самостійно стежить за роботою лінії зв’язку, реєструючи абсолютно всі повідомлення, які проходять по мережі, але приймає до обробки тільки адресовані безпосередньо даній робочій станції. Оскільки шинна топологія базується на спільній магістралі даних, відключення одного з вузлів не порушує загального ритму і технологію роботи. Щоб уникнути проблем при спробі двох або більше вузлів мережі одночасно скористатися лінією зв’язку, в мережах з подібною топологією застосовується спеціальний механізм виявлення і вирішення конфліктів передачі даних (collision detection). Цей процес виконується на кожному вузлі комп’ютерної мережі. Він відстежує стан лінії зв’язку для визначення моменту виникнення конфлікту, коли два або більше вузли намагаються вести передачу даних одночасно. При виникненні конфлікту залучені в нього вузли чекають протягом певного інтервалу часу, а потім поновлюють спробу передачі даних.
Кільцева топологія локальної обчислювальної мережі – це конфігурація комп’ютерної мережі, в якій всі вузли мережі сполучені в замкнений контур (кільце). Повідомлення в кільцевій мережі проходять в одному напрямі від вузла до вузла. Кожний вузол мережі перевіряє адресу пункту призначення, що міститься в повідомленні. Якщо адреса збігається з адресою даного вузла, то повідомлення приймається, якщо ні – вузол регенерує сигнал і направляє повідомлення до наступного вузла мережі по колу. Даний спосіб передачі мережних повідомлень дозволяє охопити кільцевою мережею значні відстані.
Зіркоподібна топологія локальної обчислювальної мережі – це конфігурація комп’ютерної мережі, в якій кожний вузол мережі сполучений з центральним комп’ютером окремою лінією зв’язку, утворюючи подібність променів зірки. Повідомлення в зіркоподібній мережі проходять безпосередньо від вузла до центрального комп’ютера (hub – концентратор), який виробляє подальший маршрут передачі повідомлення безпосередньо адресату. Надійність такої конфігурації мережі досягається тим, що кожний вузол мережі практично не впливає на всю мережу при виході з ладу. Однак вихід із ладу центрального комп’ютера призводить до зупинки всієї мережі.
Гібридна топологія локальної обчислювальної мережі – це одна з найбільш складних конфігурацій комп’ютерних мереж, яка об’єднує у своєму складі різні топології у вигляді складної комбінації різноманітних мережних комунікаційних і програмних систем. Взаємодія всіх типів мереж при такому підході до побудови загальної топології здійснюється шляхом використання додаткового обладнання – маршрутизаторів, які організовують коректну роботу різних мережних технологій в єдиному комплексі.
Осередкова топологія локальної обчислювальної мережі – це найбільш стійка стосовно відмов топологія мережі, при якій кожна робоча станція мережі безпосередньо з’єднується з усіма іншими станціями. Стійкість такої мережі забезпечується за рахунок того, що передача даних від одного вузла мережі до іншого може здійснюватися як безпосередньо, так і через інші вузли мережі, що істотно підвищує загальну надійність мережі. Однак мережі з подібною топологією надзвичайно дорогі і потребують величезних фінансових і виробничих витрат при монтажі. Тому застосування такої топології має бути виправдане високими вимогами до надійності всієї мережі.
Ще одним істотним елементом загальної класифікації сучасних комп’ютерних мереж є так звана архітектура мережі. На сьогоднішній день широку популярність набули такі типи мережної архітектури:
Розглянемо представлені мережні архітектури дещо детальніше, оскільки без розуміння способів організації передачі даних у локальних обчислювальних мережах неможливо говорити про розуміння елементарних принципів їх побудови та використання.
Архітектура Ethernet – це технологія передачі даних в комп’ютерних мережах, розроблена компанією Xerox Corporation в 1976 році. На сьогоднішній день, незважаючи на свій вік, дана архітектура найбільш поширюються при побудові порівняно невеликих локальних обчислювальних мереж завдяки низькій вартості і прийнятній продуктивності. Швидкість передачі даних у мережах Ethernet досягає 10 Мбіт на секунду.
Мережа Ethernet використовує шинну топологію мережі і заснована на використанні як методу управління доступом декількох мережних пристроїв до одного кабеля протокол у CSMA/CD Ethernet (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection – множинний доступ з виявленням носія і вирішенням конфліктів).
Під час роботи Ethernet з протоколом CSMA/CD кожний вузол мережі “прослуховує” канал зв’язку, перед тим як передати що-небудь по мережі. Якщо лінія зв’язку зайнята іншим мережним пристроєм, то в ній присутній спеціальний електронний сигнал, що свідчить про зайнятість кабеля. Вузол мережі може передати свій кадр інформації в мережу, тільки якщо вона не зайнята іншими вузлами. Щойно кабель звільняється, вузол передає в мережу свій кадр і “прослуховує” кабель для виявлення можливих конфліктів з іншими вузлами, що передають свою інформацію. Якщо при передачі кадру виникає зіткнення кадрів, то обидва вузли, залучені в конфлікт, припиняють передачу інформації, чекаючи протягом деякого випадкового інтервалу часу, після чого поновлюють спробу передачі інформації в мережу.
Кожний інформаційний пакет Ethernet містить крім іншої інформації адресу вузла-одержувача, проте при використанні методу CSMA/CD кожний вузол мережі Ethernet обов’язково самостійно перевіряє всі інформаційні пакети, що проходять через нього. Якщо даний пакет не призначений для цього вузла, він передається наступному. Якщо вузол мережі виявив пакет, адресований йому, то виконується така послідовність дій з приймання та обробки отриманого інформаційного пакета:
перевіряється цілісність отриманого пакета;
перевіряється довжина пакета, вона не повинна перевищувати 1500 біт;
перевіряється циклічний надмірний код;
перевіряється, чи не є пакет дуже коротким, менше за 64 байт;
пакет передається для подальшої обробки.
Подібна організація прийому/передачі інформації повністю виправдовує себе в невеликих за масштабом і кількістю підключених робочих станцій локальних обчислювальних мережах. Із зростанням розміру мережі відповідно зростає і кількість зіткнень інформаційних пакетів у лінії зв’язку, що неминуче призводить до падіння продуктивності мережі.
Залежно від фізичного середовища передачі даних, що використовується в цей час, розрізнюють декілька різновидів мережної архітектури Ethernet: Ethernet 10Base2, Ethernet 10Base5 і Ethernet lOBaseT.
Архітектура Ethernet 10Base2 – найбільш проста з представлених різновидів. Вузли локальної обчислювальної мережі з’єднуються коаксіальним кабелем RG58A/U діаметром 5 мм у вигляді загальної шини. Підключення робочих станцій здійснюється за допомогою спеціальних з’єднувачів (connector) безпосередньо до передаючого кабеля.
Архітектура Ethernet 10Base5 – цей різновид Ethernet, подібно до lOBase2, заснований на шинній топології, але як фізичне середовище передачі інформації використовується коаксіальний кабель RG8 або RG11 діаметром 10 мм. Підключення робочих станцій до передаючого кабеля здійснюється через спеціальні відгалуження (Attachment Unit Interface, АШ – кабель інтерфейсного модуля) і за допомогою спеціального затиску – (Medium Attachment Unit, MAU модуль підключення до середовища або трансивер).
Архітектура Ethernet 10BaseT – цей різновид Ethernet не має загальної шини передачі даних. З’єднання вузлів мережі здійснюється через спеціальний пристрій – концентратор, тому для побудови мереж на базі Ethernet 10BaseT застосовується зіркоподібна топологія.
Архітектура Token Ring – це технологія передачі даних в комп’ютерних мережах, розроблена компанією IBM. Дана технологія використовує кільцеву топологію комп’ютерної мережі і заснована на так званому маркерному протоколі передачі даних.
Передача даних у мережах Token Ring здійснюється в суворому порядку і заснована на циркуляції всередині кільця, утвореного фізичними каналами зв’язку з підключеними до них робочими станціями спеціального 24-бітового інформаційного пакету – маркера. Як середовище передачі даних використовуються неекранована вита пара (UTP) і екранована вита пара (STP). Швидкість передачі даних у мережах Token-Ring може досягати залежно від типу ліній зв’язку від 4 до 16 Мбіт в секунду. Хоч дана мережа базується на кільцевій топології, вона використовує зіркоподібні робочі групи, приєднані до спеціалізованого концентратора ліній (MSAU – Multi Access Unit), який у свою чергу підключений до основного кільця мережі. При організації мережі на основі маркерного протоколу передачі даних як засіб регулювання потоку інформації використовується маркер, що дає право на передачу даних і переходить від однієї станції до наступної по фізичному кільцю. Якщо станція має яку-небудь інформацію для передачі, вона “захоплює” маркер, позначає його як такий, що використовується, і передає свою інформацію. “Зайнятий” маркер та повідомлення, що передається, рухаються по кільцю і копіюються адресату, після чого повертаються відправнику. Відправник видаляє додане повідомлення і передає маркер, що звільнився, на наступну станцію по лінії.
Відмітною рисою мереж, побудованих за архітектурою Token Ring, є їх висока вартість і складність, що компенсується високою стійкістю до відмов. Це досягається тим, що мережні адаптери Token Ring мають вбудовані засоби контролю і управління мережею, що істотно зменшує імовірність повної відмови мережі.
Архітектура ARCnet – це технологія передачі даних у локальній обчислювальній мережі, яка розроблена компанією Datapoint Corporation у 1977 році. Мережа ARCnet може бути організована і за топологією із загальною шиною і за зіркоподібною топологією, але по суті це мережа з передачею маркера, що працює зі швидкістю 2,5 Мбіт на секунду. Дана технологія не набула поширення з цілого ряду причин, серед яких основними можна вважати:
низьку швидкість передачі даних;
відсутність стандарту, що регламентує роботу мережі;
зростання популярності і зниження цін на іншу мережну архітектуру, зокрема Ethernet.
Локальна обчислювальна мережа ARCnet використовує так звану естафетну технологію передачі маркера від однієї робочої станції мережі до іншої”, обходячи вузли в порядку зростання їх мережних адрес. При отриманні маркера кожний вузол мережі регенерує його подібно до того, як це відбувається в мережах з кільцевою топологією.
Бурхливий розвиток в останні роки новітніх засобів комунікацій і мережних інформаційних технологій обумовив появу різної високошвидкісної архітектури мереж. Наявність великої кількості територіально роз’єднаних локальних обчислювальних мереж, що використовують у своїй роботі різноманітну мережну архітектуру і протоколи передачі даних, потребує ефективного методу їх об’єднання. Таке об’єднання має будуватися не тільки через спеціалізовані програмно-апаратні мости і маршрутизатори, але і за допомогою організації так званої базової мережі що працює з набагато більшою швидкістю і продуктивністю, ніж окремі під мережі.
На сьогодні для організації мереж найвищої продуктивності використовується мережна архітектура:
FDDI (Fiber Optic Distributed Data Interface – оптоволоконний інтерфейс передачі даних) – 100 Мбіт/с;
CDDI (Copper Distributed Data Interface – провідний інтерфейс передачі даних) – 100 Мбіт/с;
• ATM (Asynchronous Transfer Method – асинхронний метод передачі) – до 622 Мбіт/с.
Оптоволоконна мережа FDDI та її аналог для неекранованих і екранованих витих пар CDDI близькі за стандартом до мереж з передачею маркера, але з деякими істотними відмінностями. Мережі FDDI/CDDI використовують два кільця передачі даних для підвищення стійкості мережі до відмов. Підвищена стійкість є істотною перевагою таких мереж, але, крім цього, локальні обчислювальні мережі, побудовані на основі стандарту FDDI, можуть мати довжину до 200 км і мати у своєму складі до 1000 вузлів.
Для передачі даних використовується оптоволоконний кабель як фізичне середовище, де носієм даних виступає не електричний струм, а світлові імпульси лінії зв’язку, не схильні до впливу електромагнітних полів, які часто створюють значні перешкоди в каналах зв’язку.
Архітектура мереж А ТМ була розроблена комітетом ССІТТ (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) у 1991 році. Сьогодні ATM – це потужна і гнучка технологія, що забезпечує високошвидкісний зв’язок і призначена для найбільш оптимальної обробки даних і голосових повідомлень.
На відміну від традиційної мережної архітектури, яка передає інформаційні пакети досить великого розміру, ATM використовує при передачі даних маленькі блоки даних – до 10 байт. Завдяки малим розмірам інформаційних блоків стає можливою їх передача по різних носіях. Тому технологію ATM можна використати для створення як локальних обчислювальних мереж, так і глобальних мереж. Сьогодні архітектуру мереж ATM можна розглядати як архітектуру мереж майбутнього.
При розгляді різних технологій побудови локальних обчислювальних мереж неодноразово згадувалися стандарти IEEE. Тому було б доцільно зупинитися на даних стандартах більш детально, оскільки надалі їх доведеться згадувати ще не раз.
Архітектура Ethernet 100 Мбіт/с – це технологія багаторазового підвищення продуктивності мереж Ethernet, заснована на застосуванні двох незалежних архітектур:
100VG-AnyLAN – архітектура Ethernet 100 Мбіт/с, запропонована Hewlett Packard і IBM;
lOOBaseX (Fast Ethernet) – архітектура Ethernet 100 Мбіт/с, представлена Grand Junction Networks.
Архітектура lOOVG-AnyLAN заснована на принципово новому протоколі передачі даних, який був запропонований замість протоколу CSMA/CD і називається Demand Priority. Даний протокол, на відміну від свого попередника, де кожний вузол мережі самостійно визначає, у який саме час йому необхідно посилати дані, основне навантаження по розмежуванню використання середовища передачі даних перекладає на спеціальний з’єднувальний модуль. Крім цього, при використанні архітектури 100VG-AnyLAN значно збільшується пропускна спроможність з’єднувального кабеля за рахунок використання чотирьох пар проводів витої пари для передачі даних.
Архітектура lOOBaseX (Fast Ethernet) дуже схожа на стандартну архітектуру Ethernet з протоколом CSMA/CD. Збільшення пропускної спроможності мережі досягається шляхом розподілу навантаження на лінії передачі даних у мережі за допомогою спеціального обладнання Ethernet-комутаторів.
Порівняльні характеристики різної архітектури комп’ютерних мереж наведені в табл. 1.
Для забезпечення роботи обладнання, що випускається різними фірма-ми-виробниками, життєво необхідні набори спеціальних правил, стандартів, які регламентують способи взаємодії різноманітних компонентів комп’ютерного апаратного та програмного забезпечення.
Розробкою таких стандартів займається цілий ряд авторитетних міжнародних організацій, серед яких найбільш відомими є:
ССІТТ (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) – одна з найбільш відомих міжнародних організацій в галузі зв’язку, якою були розроблені такі стандарти, як ATM, серія стандартів для передачі даних за допомогою модемів (V.24, V.32, V42, Х.25);
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) – найбільший у світі розробник стандартів для локальних обчислювальних мереж, який займається розробкою стандартів серії IEEE 802;
ISO (International Organization for Standardization) – організація, що займається розробкою стандартів у найрізноманітніших галузях, найбільш відома розробкою моделі мережних комунікацій ISO/OSI.
Абревіатура OSI розшифровується як Open System Interconnection – з’єднання відкритих систем. Модель ISO/OSI пропонує розробникам набір правил, яких вони мають дотримуватись у своїй роботі. Модель ISO/OSI визначає необхідні області сумісності, розбиваючи їх на легко керовані групи. У рамках даної моделі стандартизуються рівні обслуговування і типи взаємодії комп’ютерів, що обмінюються інформацією через комунікаційну мережу. Модель ISO/OSI поділяє комунікації комп’ютер – комп’ютер на сім рівнів, кожний з яких заснований на стандартах, що містяться в рівні, нижчому за даний (див. табл. 2). Найнижчий рівень моделі належить лише до зв’язків апаратних засобів; найвищі рівні мають справу із взаємодіями прикладного програмного забезпечення.
Якщо модель ISO/OSI регламентує набір правил і керівних вказівок розробникам програмного та апаратного забезпечення для систем комунікаційної взаємодії, то для більш суворої регламентації конкретної архітектури комп’ютерних мереж були розроблені спеціальні стандарти мереж. Розробкою таких стандартів займається IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) – Інститут інженерів з електротехніки та радіоелектроніки. У цей час у структурі даного інституту існує цілий ряд комітетів, що формують стандарти для комп’ютерних мереж (див. табл. 3).
mozok.click
Однією із суттєвих причин, які прискорили появу комп’ютерів, була потреба в розв’язуванні дуже широкого спектра задач. Пригадайте сфери використання комп’ютерів.
Між комп’ютерами, які розв’язували схожі завдання, досить часто виникали проблеми обміну даними. Як наслідок, з’явилася ідея об’єднати обчислювальні ресурси різних комп’ютерів, тобто ідея створення комп’ютерної мережі.
Комп’ютерна мережа — сукупність пристроїв, з’єднаних каналами передавання даних, для спільного користування апаратними, програмними та інформаційними ресурсами під керуванням спеціального програмного забезпечення.
Пригадаємо, який пристрій у мережі називається вузлом (точкою з’єднання).
Вузол мережі (англ. Node) — пристрій, з’єднаний з іншими пристроями через мережу. Вузлами можуть бути комп’ютери, мобільні телефони, кишенькові комп’ютери та спеціальні мережні пристрої.
Призначенням комп’ютерних мереж є забезпечення:
• швидкого обміну даними між окремими комп’ютерами мережі;
• спільного використання комп’ютерних програм і даних;
• спільної роботи користувачів над проектами;
• віддаленого керування комп’ютерами;
• спільного доступу до периферійних пристроїв (принтерів, сканерів, зовнішньої пам’яті);
• спільного доступу до інформаційних ресурсів.
У комп’ютерній мережі комп’ютери можуть виконувати різні функції.
Комп’ютер, який керує розподілом ресурсів мережі, називають сервером (від англ. server — той, хто подає); комп’ютери, які користуються ресурсами мережі, називають клієнтами, або робочими станціями.
Залежно від завдань, які виконують комп’ютери, мережі розрізняють за територією, типом операційної системи, розподілом функцій, інфраструктурою та місцем розташування технічних засобів, які входять у мережу, та ін.
У 1961 році американський інженер українського походження Леонард Клейнрок запропонував ідею пакетної комутації, яка наразі є основою передавання даних мережею. А в 1964 році виклав основні принципи та розробив теорію.
Американського вченого Джо-зефа К. Р. Ліклайдера часто називають духовним батьком Інтернету. У 1962 році в низці статей він виклав свою концепцію «Галактичної мережі» — прообраз сучасного Інтернету.
Схему класифікації комп’ютерних мереж за різними ознаками наведено на рис. 1.
Розглянемо класифікацію комп’ютерних мереж детально.
За територією мережі поділяються таким чином.
• Персональні (PAN, від англ. Personal Area Network — мережа особистого простору, персональна мережа) — мережі для взаємодії пристроїв, що належать одній людині та об’єднують її власні електронні пристрої: персональні комп’ютери, ноутбуки, планшети, смартфони, комунікатори.
• Локальні (LAN, від англ. Local Area Network — мережа локального простору) — з’єднують пристрої, розташовані на порівняно невеликій відстані один від одного, зазвичай у межах однієї або кількох сусідніх будівель, наприклад мережа навчального закладу.
• Міські, регіональні (MAN, від англ. Metropolitan Area Network — мережа міського простору) — обласні й національні мережі. Приміром, www.ukr.net — це українська національна мережа.
• Глобальні (WAN, від англ. Wide Area Network — мережа широкого простору) — об’єднують комп’ютерні мережі. Найвідомішою глобальною мережею є Інтернет.
Сучасні операційні системи (ОС) поділяються на спеціалізовані та мережеві (рис. 2).
Спеціалізовані ОС призначені для роботи з мережевим обладнанням певної компанії. Так, Cisco IOS (англ. Internetwork Operating System — міжмережева ОС) працює виключно з марш-рутизаторами й комутаторами компанії Cisco, а ZyNOS — ОС компанії ZyXEL, працює з маршрутизаторами Prestige. (ОС, що забезпечують роботу у мережі, буде розглянуто в § 5.2.)
Набуває популярності нова комп’ютерна мережа — «натільна» (BAN, від англ. body area network). Її пристрої можуть бути зафіксовані на поверхні тіла (фітнес-трекери, розумні браслети) або з’єднані з пристроями, які люди носять у кишенях, на руці або імплантовані в тіло (технологія перебуває у початковій стадії дослідження).
За розподілом функцій між комп’ютерами мережі поділяють на однорангові й клієнт-серверні. (Детальніше такі мережі будуть розглянуті в § 5.2.)
Комп’ютерні мережі поділяються також за топологією.
Фізичне розташування вузлів мережі один відносно одного та способи їхнього з’єднання лініями зв’язку називають топологією.
Існують три базові топології («загальна шина», «кільце», «зірка») та додаткові, що є модифікацією або поєднанням базових, наприклад топологію «дерево» можна розглядати як комбінацію декількох «зірок».
Кожна топологія накладає певні вимоги.
Топологія «загальна шина» передбачає використання одного кабелю, до якого під’єднуються всі комп’ютери мережі (рис. 3). Надіслане з будь-якого комп’ютера мережі повідомлення поширюється на всі інші комп’ютери мережі. Кожний із них перевіряє, кому адресовано повідомлення. Опрацьовує повідомлення лише той комп’ютер, якому воно адресоване. Комп’ютери можуть передавати дані лише послідовно, оскільки лінія зв’язку одна і спільна. Всі комп’ютери мають рівні права, все обладнання є ідентичним.
Топологія «кільце» — топологія, в якій кожен комп’ютер з’єднано лініями зв’язку лише з двома іншими (рис. 4): від одного він тільки отримує інформацію, а іншому тільки передає. Комп’ютери в «кільці» не є повністю рівноправними: одні обов’язково отримують інформацію від комп’ютера, який надсилає повідомлення в цей момент, раніше, а інші — пізніше.
У топології «зірка» всі комп’ютери мережі приєднано до центрального вузла (рис. 5), через який весь обмін інформацією йде від одного комп’ютера до іншого. Як центральний вузол можуть виступати або концентратор чи комутатор — таку топологію називать пасивною «зіркою», або потужний комп’ютер, на який покладається дуже велике навантаження,— таку топологію називають активною «зіркою».
Запитання для перевірки знань
Що таке комп’ютерна мережа?
Яке призначення комп’ютерних мереж? Наведіть приклади.
Поясніть поняття «клієнт», «сервер».
Що означають скорочення LAN, PAN, WAN?
Які ви знаєте види комп’ютерних мереж? Поясніть, чим вони різняться.
Які мережі називають клієнт-серверними?
Які мережі називають одноранговими?
Які мережі називають локальними? Наведіть приклади таких мереж.
Назвіть переваги й недоліки базових топо-логій.
Зробіть повідомлення про одну з додаткових топологій.
Запропонуйте власну схему класифікації за територією, яка більш наочно демонструє відмінність таких комп’ютерних мереж, як LAN, PAN, MAN.
Класифікація комп’ютерних мереж. Апаратне й програмне забезпечення мереж. презентація
Що таке комп’ютерна мережа? Які типи комп’ютерних мереж ви знаєте? У чому полягає мережева взаємодія? Який комп’ютер називають сервером? Який комп’ютер називають клієнтом?
Класифікація комп’ютерних мереж. Апаратне й програмне забезпечення мереж. За новою програмою. Урок 4
Запитання. Розділ 2 § 2.1 Що таке комп’ютерна мережа? Які типи комп’ютерних мереж ви знаєте?У чому полягає мережева взаємодія?Який комп’ютер називають сервером? Який комп’ютер називають клієнтом?
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів та інших пристроїв, з’єднаних каналами передавання даних.
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Комп’ютерні мережі можна класифікувати за значеннями різних властивостей. Комп’ютерні мережі
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Розглянемо наведену класифікацію. За правом доступу до ресурсів виділяють такі види комп’ютерних мереж: Персональна (PAN, англ. Personal Area Network — мережа особистого простору) — мережа, доступ до якої має окрема людина або кілька осіб. Персональна мережа об’єднує власні електронні пристрої користувачів: стаціонарні та планшетні комп’ютери, ноутбуки, смартфони тощо. Такі мережі найчастіше обладнують удома для особистих потреб;
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 За правом доступу до ресурсів виділяють такі види комп’ютерних мереж: Корпоративна — мережа, ресурси якої доступні працівникам однієї організації, підприємства, навчального закладу тощо. Обмежений доступ до ресурсів такої мережі можуть мати сторонні особи. Наприклад, інформаційні ресурси корпоративної мережі Укрзалізниці можуть використовувати різні користувачі для отримання даних про розклад потягів, наявність вільних місць і для придбання квитків;
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 За правом доступу до ресурсів виділяють такі види комп’ютерних мереж: Загального використання — мережа, у якій апаратні та інформаційні ресурси є загальнодоступними, хоча права доступу до ресурсів можуть розрізнятися для різних користувачів. Наприклад, в Інтернеті кожен користувач може на загальнодоступних сайтах переглядати текстові матеріали, зображення та відео, слухати музику, але користуватися лише власною поштовою скринькою та розміщувати матеріали лише на власному сайті.
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 За охопленою територією комп’ютерні мережі поділяють на: ВластивостіВид мережіЗ’єднують пристрої, що розташовані на порівняно невеликій відстані один від одного, як правило, у межах однієї або кількох сусідніх будівель. Локальні мережі створюються для забезпечення внутрішніх потреб підприємств, фірм, навчальних закладів тощо;Локальні(англ.— Local Area Networks — LAN)
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 ВластивостіВид мережіМережі, ресурси яких розміщені на території деякого регіону. Серед них виділяють міські (MAN, англ. Metropolitan Area Network — мережа міського простору), обласні, національні мережі. У наш час регіональні мережі — це закриті мережі всередині певних країн чи їх об’єднань. Вони можуть належати крупним корпораціям, банкам, військовим організаціям. Для таких мереж прокладено власні канали зв’язку, які не включені до глобальної мережі, але можуть мати до неї доступ;Регіональні(англ.—Metropolitan Area Networks — MAN)
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 ВластивостіВид мережіОб’єднують комп’ютерні мережі та окремі комп’ютери, що розміщені в різних частинах світу. Найвідомішою глобальною мережею є Інтернет, але існують й інші. Наприклад, всесвітня любительська некомерціина комп’ютерна мережа Fido. Net, глобальна мережа дистанційної освіти Global Dist. Ed. Net тощо. Глобальні(англ.— Wide Area Networks — WAN)
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Одну з класифікацій комп’ютерних мереж побудовано на розподілі функцій між комп’ютерами. За значеннями цієї властивості мережі поділяють на: Однорангові — мережі, усі комп’ютери яких мають рівні права та у яких ресурси кожного комп’ютера можуть бути доступні всім іншим комп’ютерам. Однорангові мережі легко налаштувати, але складно забезпечити захист даних і розподіл ресурсів. Локальна мережа комп’ютерного класу школи, як правило, є одноранговою;
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 За розподілом функцій між комп’ютерами виділяють такі види комп’ютерних мереж: З виділеним сервером — мережі, у яких один або кілька комп’ютерів є серверами, а всі інші — клієнтами. Сервери, залежно від основного виду ресурсів і послуг, які вони надають клієнтам, можуть виконувати ролі:
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Мережі з виділеним сервером зручно обслуговувати, забезпечувати захист даних у них, але налаштування сервера потребує більшої професійної підготовкикористувача, ніж цього вимагають однорангові мережі, а також спеціального програмного забезпечення. Такі мережі належать до багаторангових.
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Дані в мережах передаються каналами зв’язку. Канал зв’язку — це обладнання, за допомогою якого здійснюється з’єднання комп’ютерів у мережу.
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Ще одна класифікація комп’ютерних мереж базується на властивостях каналів передавання даних. Кабельна(дротовою) мережа. Бездротова (англ. Wireless) мережа
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Перші комп’ютерні мережі були побудовані на основі кабельного з’єднання. У них використовували для встановлення зв’язку між комп’ютерами існуючі телефонні дроти. Більш надійний і швидкісний зв’язок забезпечують кабелі з оптичного волокна — оптоволоконні. У локальних мережах застосовують інший вид кабелів — кручена пара.
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Від виду кабелю залежить працездатність кабельних комп’ютерних мереж. У таблиці наведено властивості та їх значення для кабелів різних видів.Вид кабелю. Максимальна швидкість передавання даних. Максимальна відстань передавання даних. Будова кабелю. Кручена пара40 Гбіт/с100 м. Попарно скручені мідні дроти в ізоляції; кілька пар в одній захисні оболонціОптоволоконний225 Тбіт/с100 Км. Кілька оптичних волокон у зовнішній оболонці
Класифікація комп’ютерних мереж. Розділ 2 § 2.1 Технології бездротового зв’язкуТехнологія. Призначення. Максимальна швидкість передавання даних. Максимальна відстань передавання даних. Bluetooth. Персональна бездротова мережа WPAN (англ. Wireless Personal Area Network)20 Мбіт/с100 МWi-Fi. Локальна бездротова мережа WLAN (англ. Wireless Local Area Network)300 Мбіт/с460 м. Wi. Max. Міська бездротова мережа WMAN (англ. Wireless Metropolitan Area Network)1 Гбіт/с80 км
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Об’єднання комп’ютерів у мережу здійснюється з використанням каналів передавання даних і мережевих пристроїв, що забезпечують передавання даних цими каналами:
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Мережевий адаптер — для приєднання комп’ютера до каналу передавання даних. Мережеві адаптери існують для: Кабельних мереж. Бездротових мереж
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Комутатор — для передавання даних по каналах усередині мережі. Комутатор для бездротових мереж також називають точкою доступу;Комутатор для кабельних мереж. Бездротова точка доступу
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Маршрутизатор, або роутер (англ. router — маршрутизатор), — для передавання даних між двома і більше ділянками мережі або між окремими мережами. Wi-Fi роутер для бездротових мереж. Популярні сьогодні Wi-Fi роутери, призначені для об’єднання пристроїв у локальну мережу за бездротовою технологією та передавання даних між цією мережею та Інтернетом.
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Для організації обміну даними між комп’ютерами мережі використовується кілька видів програмного забезпечення:
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Операційна система Windows 10 містить програми для організації роботи як у локальній мережі, так і в Інтернеті. Частина з них доступна з вікна Центру керування мережами та спільним доступом, яке можна відкрити, використовуючи контекстне меню значка або на Панелі завдань.
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Якщо локальна мережа має виділений сервер, то на ньому встановлюють спеціальне програмне забезпечення. Це може бути, наприклад: Microsoft Windows Server. Free. BSDLinux. Novell Net. Ware тощо
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Серверні операційні системи встановлюють і на серверах глобальної мережі.
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 Значна частина прикладних програм, які виконуються на комп’ютерах у мережі, працюють за клієнт-серверною технологією. Для забезпечення цієї технології потрібні програми двох типів:клієнтська — установлюється на комп’ютері користувача та надає можливість звернутися із запитом до ресурсів сервера;серверна — установлюється на сервері та відповідає на запити клієнтської складової.
Апаратне та програмне забезпечення мереж. Розділ 2 § 2.1 За такою технологією можна побудовати, наприклад, програми тестової перевірки знань учнів. На комп’ютері вчителя встановлюється серверна програма, яка зберігає тестові завдання, надає їх за запитом учня, отримує, перевіряє та фіксує відповіді учнів, веде журнал успішності. учня. На учнівських комп’ютерах установлюється клієнтська програма, яка отримує із сервера завдання та передає на сервер відповідь
Мережеві протоколи. Розділ 2 § 2.1 Під час обміну даними між комп’ютерами мережі передбачається, що дані без спотворення та втрати будуть доставлені від відправника адресату. Для цього потрібно, щоб різноманітні комп’ютери, мережеві пристрої та програмне забезпечення передавали дані за однаковими чітко визначеними правилами. Такі правила називаються мережевими протоколами.
Мережеві протоколи. Розділ 2 § 2.1 Мережевий протокол — це набір правил, за якими здійснюється обмін даними між комп’ютерами та пристроями, що підключені до мережі, та між різними мережами.
Мережеві протоколи. Розділ 2 § 2.1 Дані, що передаються мережею, розбивають на невеликі пакети (частини початкового повідомлення) та доповнюють даними комп’ютера-одержу-вача. Кожен пакет передається каналом зв’язку окремо. Маршрут передавання визначають маршрутизатори, вони також стежать і за доставкою пакетів. Після досягнення пункту призначення всі пакети з’єднуються, і дані набувають початкового вигляду.
Мережеві протоколи. Розділ 2 § 2.1 Правила розбиття даних на пакети, їх доставки до адресата й об’єднання пакетів у єдине ціле визначає протокол TCP (англ. Transmission Control Protocol — протокол контролю передавання). Пересилання пакетів між комп’ютерами здійснюється на основі протоколу IP (англ. Internet Protocol — міжмережевий протокол). Завдяки тому, що дані розбито на окремі пакети, передавання їх мережею відбувається швидко та надійно. Тому більшість сучасних комп’ютерних мереж здійснює передавання даних на основі набору протоколів, який називається TCP/IP.
Адресація в мережах. Розділ 2 § 2.1 Традиційно, якщо люди хочуть спілкуватися на відстані, вони обмінюються адресами або номерами телефонів. Зазначивши на поштовому конверті адресу, ми впевнені, що наш лист потрапить до місця, у якому знаходиться адресат. Якщо потрібно встановити зв’язок з певним комп’ютером, то слід знати його адресу в мережі. Ця адреса має бути унікальною — у мережі не повинно бути двох комп’ютерів з однаковими адресами, так само як і у традиційній поштовій службі.
Адресація в мережах. Розділ 2 § 2.1 Адресу комп’ютера в мережі називають IP-адресою (англ. Internet Protocol Address — адреса згідно з протоколом Інтернету).ІР-адреса комп’ютера складається із чотирьох цілих чисел від 0 до 255 кожне, розділених крапками. Приклад ІР-адреси:192.168.0.170 IP-адреси використовуються для отримання доступу до комп’ютерів як у локальних мережах, так і в Інтернеті.
Адресація в мережах. Розділ 2 § 2.1 Для отримання доступу до мережевих ресурсів іншого комп’ютера достатньо в адресному рядку вікна папки чи провідника набрати: IP-адресуІм’яабо\\192.168.0.1\\\User-1\І натиснути клавішу Enter.
Адресація в мережах. Розділ 2 § 2.1 Для перегляду списку імен комп’ютерів, підключених до локальної мережі, потрібно: Відкрити папку. Мережа. У вікні Провідника обрати папку Мережа
Для тих, хто хоче знати більше. Розділ 2 § 2.1 IP-адреса, у якій використовується чотири цілих числа від 0 до 255, належить до стандарту IPv4 (англ. Internet Protocol version 4 — протокол Інтернету версії 4). У цьому стандарті можна використовувати більш ніж 4 млрд унікальних адрес. Але у зв’язку зі швидким розвитком мережі Інтернет передбачається, що за кілька років вільні адреси закінчаться.
Для тих, хто хоче знати більше. Розділ 2 § 2.1 Щоб цього не допустити, розроблено новий стандарт адресації в Інтернеті — IPv6. Запис адреси за новим стандартом складається з восьми цілих чисел від 0 до 65 535, розділених двокрапками. Приклад адреси за стандартом IPv6:2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d. Числа в адресі записано з використанням 16-кової системи числення. Стандарт IPv6 може використовувати 340 трильйонів адрес (3,4 • 1038).
Розгадайте ребус. Мережа«Ребуси українською» © rebus1.com. Розділ 2 § 2.1
