Лабораторная работа №7 Компьютерные сети. Структура сети Интернет Цель работы: Изучить основные понятия и принципы организации компьютерных сетей. Теоретическая часть Локальные сети При работе компьютера непрерывно происходит информационный обмен между составляющими его устройствами. Передача информации между ЭВМ и пользователем осуществляется через клавиатуру, монитор, принтер и другие устройства ввода-вывода. Использование компьютеров для работы с информацией постепенно привело к необходимости быстрого обмена большим количеством информации и между отдельными компьютерами. Использование же для этих целей магнитных носителей информации – дискет, жестких дисков крайне неудобно, а иногда даже невозможно. Наиболее удобное решение заключается в том, чтобы «связать» компьютеры коммуникационными линиями связи, по которым информация будет передаваться без непосредственного участия человека. С этой целью принято использовать следующие виды кабельных соединений: витая пара; коаксиальный кабель; волоконно-оптический кабель. Кабель, в виде витой пары, представляет собой два провода, соединяющих два соседних компьютера и позволяет передавать информацию на расстояние до 300 м. В коаксиальном кабеле один провод расположен внутри разделительной оболочки, а второй находится на внешней стороне данной оболочки, что дает возможность передать информацию без искажений на расстояние до 1 км. Волоконно-оптический кабель представляет собой совокупность стеклянных волокон, созданных по специальной технологии, обладающих способностью к полному внутреннему отражению проходящего светового потока, с помощью которого, в этом случае, и передается информация (в пределах нескольких километров). Под понятием локальной сети (ЛС) в дальнейшем будем понимать совокупность связанных между собой компьютеров, работающих в пределах одного помещения или здания. Чаще всего ЛС имеет одну центральную вычислительную машину, которая называется сервером, и множество подключенных к ней компьютеров - рабочих станций. Название «сервер» происходит от английского слова server и переводится как «обслуживающее устройство». Сервер имеет большую дисковую память. В ней хранится программное обеспечение и другая информация, к которой могут обращаться пользователи сети. Группу локальных сетей, расположенных в пределах одного предприятия или учреждения принято называть интрасетью (интра – внутри). Региональные сети Региональная сеть представляет собой группу объединенных локальных сетей, расположенных в пределах определенного региона, а также может включать отдельные компьютеры, не входящие в какие-либо локальные сети. Региональная сеть связывает между собой узловые компьютеры, а через них и подсоединенные к ним локальные сети и персональные компьютеры отдельных пользователей - абонентов сети. Структура сети всегда устроена так, чтобы каждый абонент мог связаться с любым другим абонентом данной региональной сети. Сети, обслуживающие отдельную отрасль (образование, науку, оборону и т.п.) или промышленные предприятия, называются отраслевыми или корпоративными сетями. Каждая корпоративная компьютерная сеть обычно имеет связь с другими сетями. В тех случаях, когда две или несколько сетей, работающих по разным протоколам, все-таки пересекаются, возникает необходимость в специальном компьютере или программе для перевода данных из формата, принятого в одной сети, в формат, принятый в другой сети. Компьютеры или программы, выполняющие эту функцию, называются шлюзами. Если объединяются две сети, использующие одинаковые протоколы, то оборудование, стоящее между ними, называют мостами. Для этого один узловой сервер сети выполняет функцию шлюза. Он соединяется линией связи с аналогичными серверами других сетей. Глобальные сети Под глобальной компьютерной сетью понимается совокупность региональных сетей, работающих по единому протоколу передачи данных. Различают два вида глобальных компьютерных сетей: национальные и международные. Национальная компьютерная сеть России имеет собственное название – Рунет (Российская сеть). Сегодня уже существует мировая система компьютерных сетей, через которую можно установить связь с самыми далекими уголками планеты. Эта система получила название Интернет. Интернет представляет собой совокупность глобальных компьютерных сетей, работающих по единому протоколу передачи данных и образующих общее информационное пространство. В него входят правительственные учреждения, коммерческие компании, общественные организации, исследовательские центры и университеты. Каждый пользователь Интернета получает доступ к огромному объему информации, охватывающей все стороны человеческой деятельности, возможность оперативно обмениваться информацией с другими пользователями, а также размещать в Интернете свою собственную информацию. Протокол TCP/IP Для того чтобы все компьютеры должны понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получать ответы, они должны общаться на одном языке. Такой набор правил, описывающий порядок выполнения операций по передаче информации в компьютерной сети носит название сетевого протокола. В наше время применяется протокол, основывающийся на так называемом пакетном способе передачей данных. Это TCP/IP (<ти си пи / ай пи>). Протокол передачей данных TCP/IP обеспечивает надежную пересылку информации в масштабах всей сети. На самом деле это не один протокол, а два: Transmission Control Protocol – протокол управления передачей данных (TCP); Internet Protocol (IP) – протокол межсетевого взаимодействия. При использовании протокола такого типа, данные, которыми обмениваются компьютеры, разделяются на небольшие блоки. Каждый блок как бы вкладывается в конверт, в результате чего образуется пакет (рис.1). Рис. 1 Структура пакета. Протокол TCP отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты. Каждому пакету добавляется заголовок длиной 20 байт. В заголовке содержатся следующие данные: адрес отправителя; адрес получателя; номер текущего пакета; номер следующего пакета. Протокол TCP также отвечает и за сборку пакетов в конечном пункте воедино, в соответствии с их номерами. Если какой-либо из пакетов утерян или поврежден (передан с ошибками), то его передачу повторяют. Протокол IP отвечает непосредственно за передачу данных по сети и их адресацию. Следовательно, пакетный протокол TCP/IP обеспечивает циркуляцию пакетов в сети, а также получение их адресатом и сборку пакетов воедино. Операционная система Windows поддерживает несколько различных сетевых протоколов. В зависимости от того, какое оборудование использовано при создании локальной сети, можно использовать тот или иной протокол обмена данными. Для того, чтобы пакет нашел своего адресата, необходимо каким-то образом различать компьютеры. Для этого им присваиваются адреса. Поскольку компьютеры работают с цифровой информацией, то адресом обычно является число, уникальное в рамках одной сети и позволяющее однозначно определить данный компьютер. Большие компьютерные сети обычно не предоставляют прямой связи между любыми двумя компьютерами. Поэтому информация передается от компьютера к компьютеру, пока не попадет к адресату. Выбор последовательности компьютеров – узлов сети, через которые пройдет информация, называется маршрутизацией (т.е. выбором маршрута). Компьютер, входящий в состав Интернет, получает уникальный адрес, состоящий из четырех чисел (0 до 255), отделенных друг от друга точками. (например: 192.168.1.14). Такой адрес компьютера называется IP – адресом. Этим подчеркивается, что этот адрес соответствует протоколу IP. IP – адрес читается справа налево. Обычно самое правое число идентифицирует конкретный компьютер, остальные числа показывают номера сетей и подсетей, т.е. локальных сетей. Например, в адресе 192.168.1.14 число 14 определяет конкретный компьютер, а 192.168.1 – локальную сеть. Доменная система имен Компьютеру совершенно безразлично, чем пользоваться: числовым адресом или его символическим представлением. Совсем не так обстоит дело для человека. Запомнить числовые адреса не менее трудно, чем телефонные номера. Гораздо легче запомнить имена и фамилии. Это стало понятно почти сразу, еще в годы становления Сети. Именно поэтому всем компьютерам, входящим в состав Интернета, были дополнительно присвоены и символьные имена. Была создана специальная служба DNS (Domain Name System - доменная система имен), которая используется и поныне. Сущность ее состоит в том, что ответственность за назначение имен возлагается на различные группы пользователей, отвечающих за ту или иную область сети – домен (область). Домены в именах отделяются друг от друга точками, например: bsu.edu.ru – доменный адрес сервера БелГУ; fio.ru - доменный адрес сервера Федерации Интернет образования; В доменных именах может быть любое число доменов. Но, как правило, не встречаются имена, в которых больше пяти доменов. Доменное имя, также как и IP-адрес, читается справа налево. Последний домен в адресе является доменом верхнего уровня, который соответствует названию определенной страны. Примеры доменов верхнего уровня: ru – Россия by – Белоруссия kz – Казахстан uk – Великобритания fr – Франция it – Италия Примеры старших доменов: gov - правит. mil – военные еdu - образов. net – сетевые ua - Украина de - Германия us - США com- коммерч. org – прочие. Универсальный указатель ресурсов (URL) Каждый ресурс в сети Интернет (файл или веб-страница) имеет свой уникальный идентификатор, который называется универсальным указателем ресурсов или URL-адресом. Он значительно облегчает поиск ресурсов в сети Интернет и состоит из следующих компонентов: метод доступа к ресурсу; доменный адрес узла; полный путь к ресурсу, для которого записывается URL; название ресурса. Например, адрес http://www.bsu.edu.ru/ говорит о следующем. h Web-сервер использует протокол http. ttp: w Узел находится во Всемирной ww паутине. b Белгородский государственный su университет. e Образовательная сеть. du r Домен Российской глобальной сети. u Метод доступа показывает, с помощью какого протокола сервер обращается к указанному ресурсу. Две обязательные косые черты (//), после обозначения метода доступа, указывают на запрос информации с сервера. Если мы хотим прочесть содержимое веб-страницы, то следует указать HTTP – протокол передачи гипертекста. Если же требуется прочесть статью в группе новостей, то используем протокол NNTP - протокол передачи сетевых новостей, а когда пробуем копировать файлы с удаленного сервера, то используем протокол FTP – протокол передачи файлов. http://www.netscape.com/register/red_me.html nntp://news.microsoft.com ftp://ftp.microsoft.com/Services/Education/Curric/EXPNATR.DOC Под гипертекстом понимается набор документов, связанных гиперссылками. Гиперссылкой принято называть особым образом выделенный текст (цветом или (и) подчеркиванием) или иллюстрацию внутри документа, позволяющие перейти к другой части документа или же к другому документу. Если переход происходит внутри одного документа, то такую гиперссылку принято называть внутренней гиперссылкой, если же переход происходит к другому документу – внешней гиперссылкой. Ссылки позволяют передвигаться к интересующему материалу посредством щелчка мышью по тексту гиперссылки. Практическая часть Задание №1 1. Проверьте, установлен ли на вашем компьютере протокол TCP/IP. Для этого выберите в Главном меню пункт Настройка, а в нем команду Панель управления. На панели управления выберите значок Сеть и в появившемся диалоговом окне перейдите на вкладку Конфигурация. TCP/IP протокол должен присутствовать. 2. В этом же окне воспользовавшись кнопкой Свойства определите IPадрес своего компьютера. Сравните его с IP-адресом соседнего компьютера. Задание №2 1. 1) 2) 3) 4) 5) 6) Перечислите номера правильных примеров записи адреса: math.msu.edu.ru 123.32.0.76 http//www.city.ru nntp://news. microsoft.com http://www.kp.ru/daily/economics/ http://news.ng.ru/2010/01/26/1264503624.html 2. Что такое URL-адрес? 1) Компьютерная программа, предназначенная для копирования файлов; 2) Это адрес ресурса в Интернет с указателем протокола для доступа к этому ресурсу; 3) Один из видов компьютерных игр. 4) Это способ компактной и однозначной адресации ресурса в сети Интернет, точно описывающий размещение адресата. Контрольные вопросы 1. Дайте определение локальной сети. 2. По какому принципу принято организовать локальные сети? 3. Какие виды кабельных соединений вы знаете? 4. Что понимается под региональной сетью? 5. Какие сети принято называть глобальными сетями? 6. Что понимается под понятием «Интернет». 7. Что из себя представляет сетевой протокол? 8. Какой вам известен протокол передачи данных? 9. Объясните принцип передачи информации. 10.Назовите функции протокола TCP. 11.За что отвечает протокол IP? 12.Что является маршрутизацией? 13.Какой адрес называется IP-адресом? 14.Что из себя представляет доменная система имен? 15. По каким причинам она была создана? 16.Приведите пример домена верхнего уровня и пример домена старшего уровня. 17.Что из себя представляет универсальный указатель ресурсов? 18.Что такое гиперссылка?
