Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях

Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в  сетях.

Компьютерная  сеть – это совокупность компьютеров  и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной  и той же информации. Сети предоставляют  пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной  распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными. 

По принадлежности различают ведомственные и государственные  сети. Ведомственные принадлежат  одной организации и располагаются  на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды  передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с  передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные  в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8—12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут  быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших  локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы  своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной  сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться  недостаточно производительной. Для  увеличения производительности, а также  в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть — сетью на основе серверов. 
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Топология сети.

Общая схема  соединения компьютеров в локальные  сети называется топологией сети. Топологии  сети могут быть различными.

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

Структура типа «шина» проще и экономичнее, так  как для нее не требуется  дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить. 

В этом смысле «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для  одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. 
 

В сети, имеющей структуру типа «кольцо» информация передается между станциями  по кольцу с переприемом в каждом сетевом контроллере. Переприем  производится через буферные накопители, выполненные на базе оперативных запоминающих устройств, поэтому при выходе их строя одного сетевого контроллера может нарушиться работа всего кольца. 
Достоинство кольцевой структуры – простота реализации устройств, а недостаток – низкая надежность.

Региональные  компьютерные сети. 

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети. 

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают  собственные, так называемые корпоративные  сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная  компьютерная сеть Интернет. 

В 1969 году в США  была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет). 
 
В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

Интернет —  это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной  или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который  имеет постоянное подключение к  Интернету с помощью линии  связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью  линий связи: как правило, серверы  имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста  миллионов серверов, постоянно подключенных к сети.

К серверам Интернета  могут подключаться с помощью  локальных сетей или коммутируемых  телефонных линий сотни миллионов  пользователей сети.

Адресация в Интернет

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

IP - адрес

IP - адрес состоит  из четырех блоков цифр, разделенных  точками. Он может иметь такой  вид:  
84.42.63.1

Каждый блок может содержать число от 0 до 255. Благодаря такой организации можно получить свыше четырех миллиардов возможных адресов. Но так как некоторые адреса зарезервированы для специальных целей, а блоки конфигурируются в зависимости от типа сети, то фактическое количество возможных адресов немного меньше. И тем ни менее, его более чем достаточно для будущего расширения Интернет.

С понятием IP - адреса тесно связано понятие "хост". Под хостом понимается любое устройство, использующее протокол TCP/IP для общения с другим оборудованием. Это может быть не только компьютер, но и маршрутизатор, концентратор и т.п. Все эти устройства, подключенные в сеть, обязаны иметь свой уникальный IP - адрес. 

DNS - адрес

IP - адрес имеет  числовой вид, так как его  используют в своей работе компьютеры. Но он весьма сложен для запоминания, поэтому была разработана доменная система имен: DNS. DNS - адрес включает более удобные для пользователя буквенные сокращения, которые также разделяются точками на отдельные информационные блоки (домены). Например: 
www.klyaksa.net

Если Вы вводите DNS - адрес, то он сначала направляется в так называемый сервер имен, который  преобразует его в 32 - битный IP - адрес  для машинного считывания. 

Доменные  имена

DNS - адрес обычно имеет три составляющие (хотя их может быть сколько угодно). 

Доменная система  имен имеет иерархическую структуру: домены верхнего уровня - домены второго  уровня и так далее. Домены верхнего уровня бывают двух типов: географические (двухбуквенные - каждой стране свой код) и административные (трехбуквенные).

России принадлежит  географический домен ru.

Портал Клякс@.net зарегистрировал домен второго  уровня klyaksa в административном домене верхнего уровня net.

Имена компьютеров, которые являются серверами Интернета, включают в себя полное доменное имя и собственно имя компьютера. Так полный адрес портала Клякс@.net имеет вид www.klyaksa.net

gov - правительственное  учреждение или организация  
mil - военное учреждение  
com - коммерческая организация  
net - сетевая организация  
org - организация, которая не относится не к одной из выше перечисленных 

Среди часто  используемых доменов - идентификаторов  стран можно выделить следующие:

at - Австрия  
au - Австралия  
ca - Канада  
ch - Швейцария  
de - Германия  
dk - Дания  
es - Испания  
fi - Финляндия  
fr - Франция  
it - Италия  
jp - Япония  
nl - Нидерланды  
no - Норвегия  
nz - Новая Зеландия  
ru - Россия  
se - Швеция  
uk - Украина  
za - Южная Африка 

Адрес E-mail

С помощью IP - адреса или DNS - адреса в Интернет можно обратиться к любому нужному компьютеру. Если же Вы захотите послать сообщение по электронной почте, то указания только этих адресов будет недостаточно, поскольку сообщение должно попасть не только в нужный компьютер, но и к определенному пользователю системы.

Для доставки и  прима сообщений электронной  почты предназначен специальный  протокол SMPT (Simple Mail Transport Protocol). Компьютер, через который в Интернет осуществляется передача сообщений электронной  почты, называют SMPT - сервером. По электронной почте сообщения доставляются до указанного в адресе компьютера, который и отвечает за дальнейшую доставку. Поэтому такие данные, как имя пользователя и имя соответствующего SMPT - сервера разделяют знаком "@". Этот знак называется "at коммерческое" (на жаргоне - собачка, собака). Таким образом, Вы адресуете свое сообщение конкретному пользователю конкретного компьютера. Например: 
ivanov@klyaksa.net Здесь ivanov - пользователь, которому предназначено послание, а klyaksa.net - SMPT - сервер, на котором находится его электронный почтовый ящик (mailbox). В почтовом ящике хранятся сообщения, пришедшие по конкретному адресу.  
 
URL

URL (Uniform Resource Locator, унифицированный определитель ресурсов) - это адрес некоторой информации  в Интернет. Он имеет следующий формат: 
тип ресурса://адрес узла/прочая информация 
Наиболее распространенными считаются следующие типы ресурсов: 
 
ftp:// ftp - сервер  
gopher:// меню gopher  
http:// адрес в WWW  
mailto:// адрес электронной почты  
news:// группа новостей UseNet  
telnet:// компьютер, в котором можно зарегистрироваться, используя telnet  
 
Ресурсная часть URL всегда заканчивается двоеточием и двумя или тремя наклонными чертами. Далее следует конкретный адрес узла, который Вы хотите посетить. За ним в качестве ограничителя моет стоять наклонная черта. В принципе, этого вполне достаточно. Но если Вы хотите просмотреть конкретный документ на данном узле и знаете точно его место расположения, то можете включить его адрес в URL. Ниже приведены несколько URL и расшифровка их значений: 
 
http://www.klyaksa.net/index.php главная страница информационно-образовательного портала Клякс@.net

ftp://ftp.microsoft.com/dirmap.txt файл с именем dirmap.txt на ftp - сервере  компании Microsoft 

Итак, в Интернет возможны следующие виды адресов: