Рис.
1.1. Структура мережі типу «Зірка» Мережа у вигляді кільця (рис.1.2) має
замкнений канал передачі даних в одному напрямку.Тема: Комп’ютерні мережі. Мережа Internet.
Мета: Ознайомити студентів з типами комп’ютерних мереж, з всесвітньою мережею Internet, її службами та системою доменних імен.
План
1. Класифікація комп’ютерних мереж.
2. Комп’ютерна мережа Internet. Структура Internet.
3. Протокол ТСР/ІР.
4. ІР –адреси. Доменне ім’я
5. Служби Internet:
a. електронна пошта;
b. телеконференції;
c. World Wide Web (WWW).
6. Підключення до Internet.
7. Internet- браузери, пошук інформації
Методичні рекомендації
При вивченні теми слід звернути увагу на слідуюче: поняття комп’ютерної мережі та класифікація комп’ютерних мереж, служби Internet, їх характеристики та використання.
Після вивчення матеріалу даної теми студент повинен знати:
1) Класифікацію комп’ютерних мереж;
2) Можливості основних послуг глобальної мережі;
3) Типи та можливості програм для підтримки роботи електронної пошти;
4) Правила електронного листування;
5) Особливості роботи користувачів з телеконференціями.
Класифікація комп’ютерних мереж.
Комп’ютерними мережами називають сукупність комп’ютерів, які взаємодіють між собою за допомогою апаратних засобів та спеціального програмного забезпечення. Основною метою створення комп’ютерних мереж є обмін інформацією, забезпечення спільного використання обладнання і доступу до програм і даних.
Ознаки за якими класифікують комп’ютерні мережі:
· Територія – локальна, регіональна, глобальна;
· Топологія – шинна, кільцева, зіркова, ієрархічна;
· Середовище передавання – телефонний, коаксіальні волоконно-оптичні кабелі, вита пара, мікрохвильовий, інфрачервоний або радіоканал;
· За способом використання каналу передавання даних: комутація каналів та комутація пакетів:
Комп’ютерна мережа — це система розподіленої обробки інформації між комп’ютерами за допомогою засобів зв’язку.
Передача інформації між комп’ютерами відбувається за допомогою електричних сигналів, які бувають цифровими та аналоговими. У комп’ютері використовуються цифрові сигнали у двійковому вигляді, а під час передачі інформації по мережі — аналогові (хвильові). Частота аналогового сигналу — це кількість виникнень хвилі у задану одиницю часу. Аналогові сигнали також використовуються на телефонних лініях для передачі інформації. Для перетворення даних зі цифрового вигляду в аналоговий використовуються модеми, які двійковий ноль перетворюють у сигнал низької частоти, а одиницю — високої частоти.
Існують локальні (Local Area Network) та глобальні мережі (Wide Area Network).
Локальні мережі. У локальних мережах інформація передається на невелику відстань. Локальні мережі поєднують комп’ютери, що розташовані недалеко один від одного. Для передачі інформації використовується високошвидкісний канал передачі даних, швидкість у якому приблизно така сама, як швидкість внутрішньої шини комп’ютера.
Топологія локальних мереж. Топологія мережі — це її геометрична форма або фізичне розташування комп’ютерів по відношенню один до одного. Існують такі типи топологій: зірка, кільце, шина, дерево, комбінована.
Мережа у вигляді зірки (рис. 1.1) містить центральний вузол комутації (мережевий
хаб, мережевий сервер), до якого посилаються всі повідомлення з вузлів (робочих
станцій).
Рис.
1.1. Структура мережі типу «Зірка» Мережа у вигляді кільця (рис.1.2) має
замкнений канал передачі даних в одному напрямку.
Інформація передається послідовно між адаптерами робочих станцій доти, доки не
буде прийнята отримувачем
Топологія «Шина» використовує як канал для передачі даних, коаксіальний кабель. Усі комп’ютери під’єднуються безпосередньо до шини (рис.1.3).
Рис.1.3. Структура мережі типу «Шина»
Рис.1.3. Структура мережі типу «Шина» У мережі з топологією «Шина» дані передаються в обох напрямках одночасно.
Глобальні мережі. Комп’ютери глобальної мережі можуть знаходитися в різних містах і навіть країнах. Основу середовища передачі інформації глобальних мереж складають вузли комутації, які пов’язані між собою за допомогою каналів передачі даних.
Рис.1.4. Структура глобальної комп’ютерної мережі
У глобальних мережах використовується декілька виділених серверів. Управляє роботою мережі мережевий сервер. Може існувати декілька файл-серверів, які використовуються для зберігання великих обсягів інформації та організації доступу з робочих станцій.
Структура глобальної мережі зображена на рис.1.4.
Технічні засоби комп’ютерних мереж. Мережеві пристрої локальних мереж.
Підключення комп’ютерів до мережі виконується за допомогою спеціальних пристроїв — мережевих контролерів (адаптерів), які забезпечують взаємодію робочих станцій. З’єднання мережевих компонентів виконується за допомогою кабелів.
Адаптер приймає дані з шини комп’ютера і перетворює їх у послідовний бітовий код, що використовується під час передачі по кабелю. Адаптер може бути автономним пристроєм або платою. Кожна плата і кожний комп’ютер має унікальну адресу в мережі. (Ці адреси «зашиті» в мікросхеми).
Тип кабеля для з’єднування мережевих компонентів визначає максимальну швидкість передачі даних та можливу віддаленість комп’ютерів один від одного. Для передачі інформації у мережах використовуються: коаксіальний кабель, скручена пара напівпровідників, оптоволоконний кабель.
Коаксіальний кабель поділяється на товстий та тонкий.
Скручена пара може складатися із сукупності екранованих та неекранованих дротів. Неекрановані кабелі залежно від частоти поділяються на 3, 4, 5 категорії (відповідно 15, 20, 10 Мгц). Від категорії залежить можлива відстань зв’язку. Екрановані кабелі мають більш високу частоту (до 300 Мгц).
Для підключення кабелів «скручена пара» використовується такий самий роз’єм, як і в телефонних лініях.
Оптоволоконний кабель забезпечує швидкість передачі даних в декілька Гбіт/с. Він значно тонший, ніж звичайний кабель.
Мережеві пристрої глобальних мереж. Під час передачі даних телефонними каналами зв’язку використовуються модеми. Модем — це пристрій, який перетворює цифрові сигнали на аналогові і навпаки. Модеми бувають з амплітудною, частотною та фазовою модуляціями. Методи передачі — асинхронний, синхронний. Апаратна реалізація модемів можливі внутрішня та зовнішня. Внутрішні модеми являють собою плату, яка вставляється у системний блок комп’ютера. Зовнішні модеми підключаються через COM-порти.
Управління функціонуванням модемів відбувається за допомогою спеціального програмного забезпечення. Такі системи як Microsoft Office у своєму складі містять відповідні програми.
Вузли комутації — це процесори, що виконують проміжну обробку пакетів та їх подальшу маршрутизацію.
З’єднання різних мереж між собою відбувається за допомогою мостів, шлюзів та маршрутизаторів.
Міст — це пристрій, що з’єднує дві мережі, які побудовані за різними технологіями. Міст виконує перерозподіл інформаційних потоків між мережами.
Маршрутизатор — це пристрій, що маршрутизує дані між мережами як з однаковою технологією, так і з різною. Він визначає оптимальний маршрут передачі даних.
Шлюз — пристрій для з’єднання локальних та глобальних мереж. Вважаючи, що глобальні та локальні мережі мають різні протоколи передачі даних, шлюзи застосовуються для перетворення даних з одного формату на інший. Шлюзи також можуть використовуватись для підключення робочих станцій до глобальних мереж.
Комп’ютери у мережі поділяються на сервери та робочі станції (клієнти).
Сервери — це комп’ютери, які надають частину своїх ресурсів для загального користування абонентам мережі. Залежно від типу ресурсу існують файл-сервери, сервери друкування, модем-сервери та ін. Файл-сервери виділяють свій дисковий простір та файли для загального користування. Сервери друкування управляють мережевим принтером, на який надходять завдання зі всієї мережі. Сервери можуть бути призначеними та непризначеними.
Призначені сервери займаються тільки організацією обслуговування запитів, що надходять із мережі, а непризначені, крім того, працюють зі своїми прикладними програмами та користувачами.
Робочі станції — це комп’ютери, що використовують ресурси, які надані серверами, проте своїх ресурсів для користування не виділяють.
Для створення комп’ютерної мережі потрібне також програмне забезпечення – мережева операційна система. Найбільш розповсюдженими мережевими ОС, установленими на серверах є Unix, Linux, Novell Netware, Windows NT. На комп´ютерах-клієнтах можуть використовуватись ОС Unix, Windows NT, Windows 95, 98, Windows 3.1, MS DOS. Мережева ОС надає засоби для зв’язку з іншими комп’ютерами, доступу до мережевих ресурсів і спільного їх використання, перевіряє дійсність паролів, координує переміщення даних через мережу.
Мережні ресурси – це файли (програми і дані) і пристрої (диски, принтери і сканери, модеми тощо), які спільно використовуються комп’ютерами мережі.
Обмін даними через комп’ютерну мережу вимагає використання "єдиної мови", так званого протоколу.
Протокол – це набір правил і угод для форматування і інтерпретації даних.
TCP/IP (протокол керування передачею/міжмережний протокол) – набір двох мережних протоколів, які дозволяють встановлювати з`єднання і здійснювати обмін через мережі з різною архітектурою і операційними системами.
Протокол TCP – транспортний, визначає, як повинна проводитися передача інформації. За цим протоколом дані “нарізаються” на окремі пакети, після чого кожний пакет своїм маршрутом пересувається від сервера до сервера, поки не досягне місця призначення.
Протокол IP – адресний, визначає, куди проводиться передача. Кожний абонент Internet має свою адресу (IP-адресу). Ця адреса запису`ється чотирма числами від 0 до 255, які розділені крапкою, наприклад: 187.43.67.29. Кожний комп`ютер, через який проходить TCP-пакет, може по IP-адресі визначити, кому його передати, щоб було ближче до адресата. Таким чином, через кілька передач пакет досягне адресата.
Доменне ім`я. Адреса в цифровій формі незручна і важка для запам’ятовування, тому була створена доменна система імен.
Доменне ім`я повинно однозначно визначити (ідентифікувати) комп’ютер. Кожний комп’ютер у ієрархії Internet має своє унікальне ім`я, яке відповідає угоді системи доменних імен (DNS).
За цією системою повне ім`я комп’ютера складається з кількох рівнів (доменів). Таких рівнів застосовується не більше 5.
Домен найвищого рівня показує тип організації або державу:
.com – комерційні підприємства; .ua – Україна; .ru – Росія.
Наприклад: st1.comsys.ntu-kpi.kiev.ua (st1- комп´ютер 1, comsys – кафедра комп´ютерних систем; ntu-kpi – НТУ "КПІ";kiev – м.Київ;ua – Україна).
Провайдер – це організація, яка постачає за плату послуги Internet іншим організаціям та приватним особам, які під´єднані до її сервера.
Найвідоміші провайдери на Україні: Elvisti, Global Golden, Ukraine, Infocom, Relcom, Telecom, Ukrnet, Ukrsat та деякі інші.
Internet –глобальна комп’ютерна мережа, яка включає у свій склад мільйони комп’ютерів по всьому світу. Мережа Internet з’явилася в 70-х роках ХХ ст.
Internet є фізичною та логічною структурою, яка служить сховищем і постачальником інформації для об’єктів мережі.
Служби Internet
· Електронна пошта.
· Групи новин (телеконференції).
· World Wide Web
Електронна пошта (E-mail)
Електронна пошта – це спілкування з окремими людьми за принципом традиційного листування. На своєму комп’ютері потрібно встановити спеціальну “поштову” програму.
Електронна адреса комп`ютера має таку структуру:
назва поштової скриньки @ назва поштового сервера
Поштову скриньку ще називають і`мя користувача. Вузловий комп'ютер Internet має своє власне ім'я, яке знаходиться справа від знаку @ у будь-якій адресі електронної пошти.
Наприклад, aspekt@sh.km.ua
aspekt – ім`я користувача, під яким він відомий своєму поштовому серверу.
sh.km.ua – і`мя поштового сервера, який обробляє електронну пошту одержувача (sh.km.ua – Шепетівка, Хмельницької області, Україна).
Назва вузлового комп'ютера може складатися із кількох доменів, від найнижчого в ієрархії до найвищого. Наприклад, в електроній адресі aspekt @ infocom.lviv.ua
aspekt –– назва поштової скриньки;
infocom –– назва організації, що надає послуги;
lviv.ua –– місцезнаходження (Львів, Україна).
Існує велика кількість поштових програм: MAIL,Eudora, Microsoft Exchange, Outlook Express. Програма Microsoft Outlook Express входить до складу Windows як стандартна.
Групи новин (телеконференції). Групи новин, або телеконференції, служать засобом спілкування людей в Internet, які мають спільні інтереси. Групи новин – це свого роду електронна газета, на яку можна підписатися і одночасно бути її кореспондентом.
В Internet є кілька тисяч груп новин (переважно англомовні) на різні теми. Серед них є російськомовні та україномовні, наприклад такі: News.carrier.kiev.ua, News.fido7.ru, News.ntu-kpi.kiev.ua
В Україні поширена ієрархія телеконференцій elvisti.info, де надається інформація з різних галузей.
Для роботи із службою телеконференцій існують спеціальні програми. Наприклад, програма Microsoft Outlook Express, яку було вказано як поштовий клієнт, дозволяє працювати і з службою телеконференцій. Служба груп новин для передачі повідомлень використовує протокол NNTP. Найбільш відомою програмою, що реалізує сервіс груп новин є програма Usenet.
Робота на Web-сторінці (Web – в перекладі означає "павутина")
World Wide Web (WWW) – це одержання інформації за принципом "що шукаєш – те можеш знайти". World Wide Web – це єдиний інформаційний простір, який складається із сотень млн. взаємозв´язаних Web-сторінок, які зберігаються на Web-серверах. Групу тематично об´єднаних Web-сторінок називають Web-сайт (сайт).
Web-сторінки являють собою тексти, написані мовою HTML, зрозумілою для Web-броузерів – спеціальних програм для перегляду Web-сторінок. Мова HTML дозволяє створювати Web-сторінки і зв´язувати їх гіпертекстом.
Гіпертекст – це текстовий документ, який містить у собі виділені іншим кольором слова, фрази, графічні об´єкти – гіперпосилання, клацання на яких дозволяє перейти на інший фрагмент цього документу або на новий документ. На гіперпосиланні курсор миші перетворюється в зображення руки.
Інформація у World Wide Web представляється у вигляді гіпертекстових документів Web-сторінок, які розміщуються на Web-вузлах.
Для перегляду Web-сторінок потрібний Web-броузер – спеціальна програма. Популярним Web-браузером є Internet Explorer, який вбудовано в ОС Windows. Браузер ("Обозреватель" – оглядач) здатний відображати на екрані текстову або графічну інформацію, звуки, анімацію, відео. Internet Explorer є для користувача провідником по Internet.
Призначення:
- Перегляд Web-сторінок;
- Робота з файлами і папками;
- Відображення на екрані тексту, графіки, звуку, анімації і відео.
Адреса Web-сторінки. Кожна Web-сторінка має свою унікальну адресу, за якою її можна знайти. Адреса Web-сторінки у Всесвітній мережі Internet визначається уніфікованим показником ресурсу – URL. Рядок адреси служить для введення адреси Web-сторінки, яку хочуть побачити, або містить адреси Web-сторінки, яка вже є на екрані. Ця панель вмикається/вимикається командою "Вид" - "Панели инструментов" - "Адресная строка".
Щоб відкрити Web-сторінку, треба в полі панелі адреси ввести адресу і натиснути клавішу Enter. Поле панелі адреси зберігає останні 25 адрес. Можна відкрити цей список кнопкою ▼ і клацнути на потрібній адресі для її введення.
Сервери пошуку. Щоб знайти Web-сторінку з потрібною інформацією, звертаються до серверів пошуку. Вони здійснюють пошук Web-сторінкок за першими ключовими словами. Такі сервери регулярно перевіряють світову систему WWW, нагромаджуючи дані про нові сторінки, які з'являються у системі.
До таких серверів належать, наприклад, пошукові системи Altavista, Yahoo, Lycos.
Сервер пошуку Rambler, Яндекс – російськомовний сервер пошуку, найбільш популярний в Росії та країнах СНД.
Сервер пошуку Aport, Bigmir – найбільша російськомовна пошукова система. Сервер пошуку Мета, Goоgle – україномовні системи, поширені в Україні.
Література:
1) Симонович С.В.Інформатика .Базовый курс.Санкт-Петербург ,2001. ст.198-217
2) Шестопалов Є.А. Internet для початківця. Шепетівка "Аспект", 2002.
3) Руденко В.Д., Макарчук О.М., Патланжогу М.О. Практичний курс інформатики, К, 2001.– ст. 336-365
Контрольні запитання:
1. Яка причина була для створення мережі Internet?
2. Що потрібно для об'єднання комп'ютерів у мережу?
3. Що таке “сервер” та “клієнт“?
4. За якими ознаками класифікують комп’ютерні мережі?
5. Яку топологію мереж використовують у локальних мережах?
6. Які можливості користувачу надає Internet?
7. Що таке “провайдер”? Які види послуг він пропонує?
8. Як працює і які послуги надає електронна пошта?
9. Яке призначення програм Internet Eхplorer та Outlook Express?
10. Які дії необхідно виконати для створення повідомлення?
11. Як разом з повідомленням відправити приєднаний файл?
12. Як одержати і обробити приєднаний файл?