Локальные сети и глобальные сети: принципы построения, архитектура, основные компоненты, их назначение и функции

Содержание

Введение 3
1 Компьютерные сети: назначение и классификация 4
2 Глобальная сеть Интернет 5
2.1. Основные понятия 5
2.1 Принципы построения, архитектура глобальной сети 6
3 Локальные сети 8
3.1 Понятие локальной сети 8
3.2 Принципы построения 9
Заключение 10
Список литературы 11

Введение

Вхождение России в мировое информационное пространство влечет за собой широчайшее использование новейших информационных технологий, и в первую очередь, компьютерных сетей. При этом резко возрастают и качественно видоизменяются возможности пользователя как в деле оказания услуг своим клиентам, так и при решении собственных организационно-экономических задач.
Современные компьютерные сети являются системой, возможности и характеристики которой в целом существенно превышают соответствующие показатели простой суммы составляющих элементов сети персональных компьютеров при отсутствии взаимодействия между ними.
Достоинства компьютерных сетей обусловили их широкое распространение в информационных системах кредитно-финансовой сферы, органов государственного управления и местного самоуправления, предприятий и организаций.
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.
Цель данной работы рассмотреть глобальную и локальную компьютерные сети.

1 Компьютерные сети: назначение и классификация

Компьютерной сетью (network) называется группа компьютеров, соединенных между собой кабелем или какой-либо другой средой передачи данных.
Компьютеры, объединенные в есть, могут использоваться для выполнения различных задач, таких, как, например, предоставление ресурсов для совместного использования, распределения нагрузки при выполнении определенных задач, обмен сообщениями.
Компьютерные сети являются высшей формой проявления многомашинных ассоциаций. Их главные отличительные черты:
размерность — возможность размещать ЭВМ на относительно большом расстоянии друг от друга;
разделение функций — обработка, передача и управление данными могут быть разделены между разными ЭВМ;
решение задач маршрутизации — свойственная только сети функция, связанная с необходимостью определения канала передачи данных в зависимости от состояния каналов связи.
Классификация вычислительных сетей, основанная на определении территориального расположения абонентских систем, позволяет разделить все сети на три категории: REF _Ref430719722 \h \* MERGEFORMAT локальные компьютерные сети, региональные и REF _Ref430719782 \h \* MERGEFORMAT глобальные компьютерные сети.
По территориальному признаку
Локальные
Региональные
Глобальные
По возможности передачи сигналов
Узкополосные
Широкополосные
Узкополосные сети — это сети, в которых сетевой кабель (или другая сетевая среда) может передавать только один сигнал в любой момент времени. Такие сети используют импульсы, передаваемые непосредственно в сетевую среду, для создания простого сигнала, в котором в закодированном виде представлены двоичные (бинарные) данные.
Широкополосные сети способны передавать несколько сигналов одновременно, используя для каждого из них свою частоту передачи. В качестве примера широко полосной сети можно привести кабельное телевидение: несмотря на то что к телевизору подключен только один кабель, для просмотра можно выбирать любой из транслируемых каналов.
Рассмотрим более подробно возможности глобальной сети Интернет.

2 Глобальная сеть Интернет

2.1. Основные понятия

Интернет (англ. Internet — «между сетей») —это всемирная компьютерная сеть, объединяющая тысячи сетей всего мира. Интернет обеспечивает принципиально новый способ общения людей, не имеющий аналогов в мире. Любой пользователь за умеренную плату может в считанные секунды связаться с нужными людьми или получить фай-лыс других компьютеров, даже если они находятся на другом конце света.
Интернет предлагает практически неограниченные информационные ресурсы: документы, фотографии, музыку, новости, работу, учебу, развлечения, возможность общения с другими людьми, услуги передачи файлов, электронной почты и многое другое.
Пользователю Интернета доступны все виды информации, размещенные в узлах сети. Однако следует иметь в виду, что во время сеанса связи компьютер пользователя становится равноправным узлом сети и информация, размещенная на его компьютере, также доступна другим пользователям сети. Во время таких сеансов, даже очень коротких, на компьютер пользователя из сети могут быть установлены специфические программы, получившие общее название «Троянские кони». Они сканируют ресурсы компьютера и отсылают в сеть некоторые характерные данные, в том числе и конфиденциальные. Поэтому на компьютере, имеющем выход в Интернет, необходимо устанавливать специальное программное обеспечение, блокирующее атаки извне для защиты учетной информации компьютера и конфиденциальной информации пользователя.
Интернет финансируется различными структурами и миллионами частных лиц во всех частях света. Никто конкретно не является ее владельцем, но все участники заинтересованы в поддержании сети в рабочем состоянии. Единственная международная организация Сетевой информационный центр координирует процесс назначения адресов.
Сейчас Интернетом пользуются более миллиарда человек. Сеть все время изменяется. Постоянно появляются новые серверы, а существующие обновляют свое содержание.
Каждый компьютер, подключенный к Интернету, имеет два равноценных уникальных адреса: цифровой IP-адрес и символический доменный адрес. Присваивание адресов происходит по следующей схеме: международная организация Сетевой информационный центр выдает адреса владельцам локальных сетей, а последние распределяют конкретные адреса по своему усмотрению.
IP адрес компьютера имеет длину 4 байта. Обычно первый и второй байты определяют адрес сети, третий байт определяет адрес подсети, а четвертый — адрес компьютера в подсети. Для удобства IP-адрес записывают в виде четырех чисел со значениями от 0 до 255, разделенных точками, например, 145.37.5.150, где адрес сети — 145.37; адрес подсети — 5; адрес компьютера в подсети — 150.
На практике используется так называемый доменный адрес (англ. domain — область), являющийся символическим дублером числового IP-адреса. Пример доменного адреса: dom.ulitsa.gorod.ru.
В настоящее время сеть Интернет предоставляет своим пользователям семь видов основных услуг.
2.1 Принципы построения, архитектура глобальной сети

Типичный пример структуры глобальной компьютерной сети приведен на рис. 1. Здесь используются следующие обозначения: S (switch) — коммутаторы, К – компьютеры, R(router) — маршрутизаторы, MUX (multiplexor) – мультиплексор, UNI(User-NetworkInterface) – интерфейс пользователь-сеть и NNI (Network-NetworkInterface) – 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. 1 - 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, иначе сеть 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.
Конечные узлы глобальной сети более разнообразны, чем конечные узлы локальной сети. На рис. 11 показаны основные типы конечных узлов глобальной сети: отдельные компьютеры К, локальные сети, маршрутизаторы Rи мультиплексорыMUX, 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 типаDTE(DataTerminalEquipment). Локальная сеть отделена от глобальной маршрутизатором или удаленным мостом (который на рисунке не показан), поэтому для глобальной сети она представлена единым устройствомDTE– портом маршрутизатора или моста.

3 Локальные сети

3.1 Понятие локальной сети

Локальная сеть представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. Такие ПК называются рабочими станциями. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы, называется сервером, а компьютер, пользующийся доступом к совместным ресурсам –клиентом. Все рабочие станции сети могут использовать совместно имеющиеся ресурсы с помощью сетевых карт. Сетевая карта применяется для связи одного ПК с другими, находящимися в сети.
Локальные сети бывают одноранговыми (каждый ПК равноправен) и с выделенным сервером. Сервер может использоваться как файл-сервер (на нём хранится большинство программ, а обработка происходит на ПК) и клиент-сервер (ПК получает результаты запроса). Локальные вычислительные сети (ЛВС) обслуживают учреждения, фирмы, здания, так как могут объединять от двух абонентов до нескольких сотен.
Компьютеры локальной сети используют единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью. Они могут объединять компьютеры одного помещения, этажа, здания, группы компактно расположенных сооружений. Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы.
Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками (их может быть несколько в одной сети) называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.
Создание локальных сетей характерно для отдельных предприятий или отдельных подразделений предприятий. Если предприятие (или отрасль) занимает обширную территорию, то отдельные локальные сети могут объединяться в глобальные сети. В этом случае локальные сети связывают между собой с помощью любых традиционных каналов связи (кабельных, спутниковых, радиорелейных и т. п.). Как мы увидим ниже, при соблюдении специальных условий для этой цели могут быть использованы даже телефонные каналы, хотя они в наименьшей степени удовлетворяют требованиям цифровой связи.
3.2 Принципы построения

Простейшее устройство для соединения между собой двух локальных сетей, использующих одинаковые протоколы, называется мостом. Мост может быть аппаратным
(специализированный компьютер) или программным. Цель моста — не выпускать за пределы локальной сети данные, предназначенные для внутреннего потребления. Вне сети такие данные становятся «сетевым мусором», впустую занимающим каналы связи.
Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами. Шлюзы могут быть как аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный компьютер (шлюзовый сервер), а может быть и компьютерная программа. В последнем случае компьютер может выполнять не только функцию шлюза, но и какие-то иные функции, типичные для рабочих станций.
При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет понятие сетевой безопасности. В частности, должен быть ограничен доступ в локальную сеть для посторонних лиц извне, а также ограничен выход за пределы локальной сети для сотрудников предприятия, не имеющих соответствующих прав. Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают так называемые брандмауэры. Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

Заключение

В индустриальном обществе, где большая часть усилий направлена на материальное производство, известно несколько основных видов ресурсов, ставших уже классическими экономическими категориями: материальные, природные, трудовые, финансовые, энергетические.
В информационном обществе акцент внимания и значимости смещается с традиционных видов ресурсов на информационный ресурс, который, хотя всегда существовал, не рассматривался ни как экономическая, ни как иная категория; никто специально о нем не говорил и тем более не вводил никаких определений.
Однако несмотря на все преимущества информационных ресурсов сети Интернет, в то же время есть некоторые недостатки. К таким недостаткам, например, относится некоторая засоренность сети бесполезной информацией, которая чаще всего мешает при поиске необходимых сведений, отсутствие единой систематизирующей для хранения в сети информации.
Подводя итоги проделанной работе, обратим внимание на то, что компьютерные технологии в использовании информационных ресурсов идут вперед семимильными шагами, и это значительно облегчает поиск и сбор информации по необходимой теме.

Список литературы

Грошев А. С. Информатика: Учебник для вузов / А.С. Грошев. – Архангельск, Ар-ханг. гос. техн. ун-т, 2014. – 470 с.
Зрюмова, А. Г. Информатика : учебное пособие / А. Г. Зрюмова, Е. А. Зрюмов, С. П. Пронин; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2015. – 177 с.
Кудинов Ю. И., Пащенко Ф. Ф. Основы современной информатики: Учебное пособие. 2-е изд., испр. — СПб.: Издательство «Лань», 2014. — 256 с.
Макарова Н. В., Волков В. Б. Информатика: Учебник для вузов. — СПб.: Питер. 2016. — 576 с.
Степанов А. Н. Информатика Учебник для вузов. 4-е изд-е. – СПб.: Питер, 2014. — 684 с.
Цветкова М.С. Информатика н ИКТ; учебник для нач. и сред проф. образовании / М.С. Цветкова. Л.С. Великович. — 3-е изд., стер. -М.: Издательский центр «Академия», 2014. — 352 с.