Odeslat svou dobrou práci do znalostní báze je jednoduché. Použijte níže uvedený formulář

Studenti, postgraduální studenti, mladí vědci, kteří využívají znalostní základnu ve svém studiu a práci, vám budou velmi vděční.

Vloženo na http://allbest.ru

NÁRODNÍ TECHNICKÁ UNIVERZITA UKRAJINA

"Kyjevský polytechnický institut"

Katedra matematického modelování ekonomických systémů

Poznámky z přednášek pro studium akademické disciplíny

« Počítačové sítě a telekomunikace"

pro znalostní sektor: 0306 "Management and Administration"

oblasti školení: 6.030601 “Management”

Ph.D. fyzika a matematika vědy,

docent katedry MMES

Ristsov I.K.

Přednáška 1. Základy počítačových sítí

1.1 Obecná informace

Počítačová síť--Jedná se o soubor počítačů propojených kanály přenosu dat.

Obecné schéma počítačové sítě je na Obr. 1.

Rýže. 1.1 Obecné schéma počítačové sítě

Počítačová síť řeší dvě hlavní technickýúkoly:

· poskytuje rychlou výměnu dat mezi počítači;

· poskytuje kolektivní přístup k síťovým zdrojům (tiskárny, programy, data).

Sociálně-ekonomický význam počítačových sítí spočívá v tom, že počítačová síť vytváří předpoklady pro kolektivní práci s informacemi.

Počítačové sítě jsou konvenčně rozděleny podle územního základu na místní, regionální a globální sítě.

Místní sítě propojit účastníky jedné nebo několika sousedních budov. Počítače v lokální síti jsou propojeny společným vysokorychlostním komunikačním kanálem. Vzdálenost mezi účastníky místní sítě obvykle není větší než 1 km, ale může dosáhnout 10 km. při používání rádiových kanálů.

Regionální sítě sjednotit předplatitele jednoho regionu nebo země. Často regionální sítě vytvářejí jednotlivé útvary (finanční úřad, celní úřad, banky). Vzdálenosti mezi účastníky zde mohou dosáhnout několika tisíc km.

Globální síť spojuje uživatele po celém světě. Globální síť používá pro komunikaci všechny typy fyzických médií, od telefonních linek až po satelitní kanály.

Vloženo na http://allbest.ru

Rýže. 1.2 Klasifikace sítě

Všimněte si, že sítě na různých úrovních mohou být úzce propojeny, protože sítě vyšší úrovně jsou budovány ze sítí nižší úrovně. Například místní síť může fungovat jako uzel v regionální nebo globální síti. Všechna zařízení připojená k síti lze rozdělit do následujících funkčních skupin.

Vloženo na http://allbest.ru

Rýže. 1.3 Hardware počítačové sítě

Pracovní stanice Jedná se o osobní počítač připojený k síti pomocí specializovaných síťových zařízení, která využívají adaptéry a modemy. Server-- jedná se zpravidla o výkonný počítač v síti, který uživatelům poskytuje určité služby.

Datové kanály nebo se v současné době budují komunikační linky na základě kabeljejí (dráty) nebo na základě rádiokanály(viz obr. 1.4).

Vloženo na http://allbest.ru

Rýže. 1.4 Typy datových kanálů

kroucený dvoulinkový kabel sestává ze dvou vodičů uzavřených v plastovém plášti. Pro snížení vlivu rušení se do něj vkládá také stíněný plášť a pak se kroucený pár nazývá stíněný. Kroucený dvoulinkový kabel úrovně 3 může poskytovat rychlost přenosu dat až 10 megabitů za sekundu a kabel úrovně 5 až 100 megabitů za sekundu. Výhodou kroucené dvoulinky je relativní levnost a vyrobitelnost instalace a nevýhodou nízká odolnost proti rušení a nedostatečná vysoká rychlost přenos dat.

V optickém kabelu K přenosu dat se používají světelné impulsy. Tento kabel není citlivý na elektromagnetické rušení a může poskytovat přenosovou rychlost až 10 Gbit za sekundu. Výhodou optického kabelu je tedy vysoká odolnost proti rušení a vysoká rychlost přenosu dat a nevýhodou relativně vysoká cena.

Rozhlasové kanály pozemní a satelitní komunikace jsou tvořeny pomocí vysílače a přijímače rádiových vln a patří k technologii bezdrátový přenos data. Satelitní komunikace se využívá především na internetu pro komunikaci mezi stanicemi umístěnými na velmi velké vzdálenosti a pro obsluhu účastníků na nejhůře dostupných místech světa. Propustnost satelitních kanálů je poměrně vysoká a pohybuje se v řádu desítek Mbit/s.

Současný standard bezdrátové komunikace pro místní sítě je WiFi (Bezdrátový Věrnost-- „přesnost bezdrátového připojení“). Tato technologie umožňuje připojit několik počítačů k jednomu přístupovému bodu (bezdrátovému routeru). Rychlost výměny dat může dosáhnout až 50 Mbit/s.

Rozhlasové kanály Bluetooth(doslova přeloženo modrý zub) je technologie pro přenos dat na krátké vzdálenosti (ne více než 10 m) a lze ji použít k vytváření domácích počítačových sítí. V současné době Bluetooth čas zajišťuje výměnu informací mezi zařízeními, jako jsou kapesní a běžné osobní počítače, Mobily, notebooky, tiskárny, digitální fotoaparáty, myši, klávesnice, joysticky, sluchátka, náhlavní soupravy. To využívá spolehlivou, levnou a široce dostupnou rádiovou frekvenci krátkého dosahu. Rychlost přenosu dat zde nepřesahuje 1 Mbit/s.

NA síťová zařízení zahrnují: adaptéry, modemy, rozbočovače, přepínače, směrovače.

Adaptéry a modemy se používají k propojení počítače s kanály přenosu dat. Adaptéry propojují počítač s kabelovými systémy a rádiovými kanály (rádiové adaptéry). Modemy (modulátor, demodulátor) slouží k připojení počítače k ​​tradičním komunikačním sítím, jako jsou telefonní nebo televizní sítě.

Rozbočovač Jedná se o síťové zařízení určené k propojení několika počítačů do společného segmentu sítě. Hub poté, co přijal paket z jedné linky, jej jednoduše přenese na všechny ostatní linky, které jsou k němu připojeny. Proto je v každém okamžiku podporována výměna dat pouze mezi dvěma stanicemi. V současné době se huby téměř nevyrábějí - byly nahrazeny přepínači, které jsou ve funkcích, které plní, lepší než huby a jejich cena není o mnoho vyšší.

Přepínač-- zařízení určené k propojení více uzlů počítačové sítě. Na rozdíl od rozbočovače, který distribuuje provoz z jednoho připojeného zařízení do všech ostatních, přepínač přenáší data pouze přímo k příjemci, ale může také vysílat pakety broadcast do všech uzlů v síti. Přímý přenos paketů do cíle zlepšuje výkon a zabezpečení sítě tím, že eliminuje potřebu (a schopnost) jiných segmentů sítě zpracovávat data, která pro ně nebyla určena.

Směrovač je síťové zařízení, které předává datové pakety mezi různými uzly sítě. Směrovač obvykle používá cílovou adresu uvedenou v datových paketech a ze směrovací tabulky určuje cestu, po které mají být data odeslána. Směrovače navíc často plní roli hardwarových síťových bran, které slouží k propojení sítí různých úrovní. V Nedávno Rádiové směrovače (routery) jsou široce používány v domácnostech k připojení několika počítačů do globální sítě.

Přednáška 2. Lokální počítačové sítě

2.1 Protokoly a referenční model

Pro koordinovanou práci různá zařízení V lokální síti musí existovat dohoda, která je obvykle formalizována ve formě průmyslového standardu (protokolu). Interakce zařízení v počítačové síti je složitý proces, který vyžaduje řešení mnoha problémů. Inženýři se rozhodli rozdělit je do samostatných dílčích úkolů (úrovní), přičemž řešení každého z nich je poměrně jednoduchý problém (princip „rozděl a panuj“).

Pravidla nebo konvence jsou stanoveny pro popis vztahů v síti, tzv protokol.

Protokol je sada pravidel, která definují formát síťových zpráv a sadu síťových služeb, které jsou poskytovány na každé vrstvě.

Mezinárodní organizace pro normalizaci ISO vyvinula model interakce mezi otevřenými systémy OSI (Open System Interconnection), jehož schéma je na Obr. 2.1. V modelu OSI lze rozlišit následující vrstvy a protokoly:

1. Fyzická vrstva. Na fyzické úrovni jsou určeny charakteristiky elektrických signálů přenášejících bity informací komunikačními kanály. Funkce fyzické vrstvy v počítači jsou prováděny síťovým adaptérem.

2. Data Link Layer. Na této úrovni se určuje dostupnost komunikačního kanálu, protože data může přenášet vždy pouze jeden počítač. Kromě toho se zde zjišťují a opravují chyby. Výměna dat probíhá v určitých částech, které se nazývají personál. Protokoly linkové vrstvy jsou implementovány síťovými adaptéry a jejich ovladači.

3. Síťová vrstva. Na této úrovni jsou vyřešeny otázky doručení samostatného datového paketu adresátovi. Každý paket je opatřen adresou pro příjemce i odesílatele. Paket může projít několika síťovými uzly, takže zde nastává problém s výběrem nejlepší cesty.

4. Transportní vrstva. Zde je zpráva rozdělena do částí tzv v balíčcích. Na této úrovni jsou sledovány otázky pořadí doručování paketů souvisejících s jednou zprávou a opravovány chyby přenosu (zkreslení nebo ztráta paketů). Protokoly na úrovni transportu a vyšší jsou implementovány softwarově.

5. Aplikační vrstva. Na této úrovni je poskytován uživatelský přístup (rozhraní) k síťovým službám. Patří mezi ně e-mail, hypertext a další služby spolupráce. Jednotkou informace na této úrovni je zprávy.

Je volána sada protokolů, které jsou dostatečné pro organizaci interakce v síti zásobník komunikačních protokolů.

Rýže. 2.1. Protokoly v modelu OSI.

2.2 Topologie sítě a přístupové metody

Lokální počítačové sítě jsou postaveny převážně na protokolech fyzické a datové vrstvy. Na druhé straně se protokoly spojové vrstvy mohou lišit topologie připojení A přístupové metody.

Topologie -- jde o geometrickou konfiguraci spojení mezi počítači v síti pomocí komunikačních linek. Historicky se používaly různé topologie připojení: (společná sběrnice, kruh, hvězda).

Rýže. 2.2. Hvězdicová topologie.

V současnosti se používá především hvězdicová topologie (obr. 2.2). Na základě použití základních topologií síťová zařízení Vytvářejí se složitější konfigurace sítě. Zejména stromové struktury jsou vytvářeny pomocí „hvězdy“.

Pro správné používání běžného média pro přenos dat, speciální sdílené přístupové metody prostředí (Media Access Control). Obvykle přístupová metoda umožňuje používat komunikační kanál současně pouze jednomu páru počítačů. V praxi jsou možné situace, kdy se dva počítače současně snaží přenést své části dat, tedy tzv kolize. Jedním z hlavních úkolů přístupové metody je řešení a eliminace následků takových kolizí.

Přístupová metoda je soubor pravidel, která určují pořadí použití společného sdíleného média pro přenos dat a eliminují následky kolizí..

2 . 3 Rodinné standardy Ethernet

Nejrozšířenější v lokální sítě přijaté síťový standard Ethernet, který reguluje práci na fyzické a datové úrovni. Následně byl na jeho základě vyvinut mezinárodní standard IEEE 802.3, který v současnosti popisuje tři podrodiny: Ethernet; rychlý Ethernet; Gigabit Ethernet.

Samotný standard Ethernet má v současnosti pouze historický význam, neboť byl zaměřen na přenosové rychlosti dat do 10 Mbit/s.

Standard Fast Ethernet (IEEE 802.3u) poskytuje rychlost přenosu dat až 100 Mbit/s a je založen na hvězdicové topologii: Standard Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) poskytuje rychlost přenosu dat až 1 Gbit/s, a je určen pro kategorii kroucených párů kabelů nebo optických kabelů. Už se objevilo nový standard pro 10 Gigabit Ethernet, který by měl být součástí příští verze standardu IEEE 802.3.

Jako přístupová metoda se používají všechny ethernetové protokoly metoda vícenásobného přístupu se snímáním nosné a detekcí kolize(carrier-sense-multiply-access s detekcí kolize), nebo metoda CSMA/CD . Tato metoda se používá v sítích, kde mají všechny počítače přímý přístup ke společnému médiu pro přenos dat a mohou okamžitě přijímat data odeslaná kterýmkoli počítačem.

2 . 4 Firemní sítě

Firemní síť propojuje počítače v rámci jednoho velkého podniku nebo korporace. V anglicky psané literatuře se tento typ sítě nazývá " podnik- široký sítí" (podnikové sítě). Počet počítačů v takové síti lze měřit ve stovkách a počet serverů v desítkách.

Firemní síť je budována po úrovních (hierarchicky). Na první úrovni jsou lokální sítě pracovní skupiny, která sdružuje zaměstnance stejného profilu (účetnictví, personální oddělení atd.). Pracovní skupiny obvykle sdružují až 10 počítačů, ve kterých jsou všechny počítače považovány za rovnocenné. Výhodou této architektury je její spolehlivost, nevýhodou je však obtížná správa takové sítě. Pro usnadnění práce je v pracovní skupině zpravidla zahrnut také souborový server a síťová tiskárna. Jako síťové zařízení se na této úrovni nejčastěji používají rozbočovače a přepínače.

Na další úrovni, která je tzv úroveň oddělení, jsou pracovní skupiny jednoho oddělení nebo divize spojeny do jednoho segmentu pomocí přepínače. Síťové služby, které je potřeba poskytovat všem zaměstnancům oddělení, jsou obvykle implementovány na speciálně vyhrazeném serveru. V tomto případě je na serveru nainstalován síťový operační systém, který vám umožňuje sledovat všechny uživatele používající účty a spravovat síťové zdroje. Zde tedy server také funguje jako centrální zařízení, poskytující informační zdroje a jako vyhrazený počítač, který má obvykle více paměti, výkonnější komunikaci atd.

Na další úrovni hierarchie, která se nazývá úroveň kampusy, jsou malé lokální sítě sloučeny do jedné velké sítě. Tato síť může pokrýt všechny budovy, ve kterých se podnik nachází, a přenášet data na vzdálenosti až několika kilometrů. Někdy mají tyto sítě tzv. páteřní neboli hlavní síť, ke které jsou připojeny další podsítě. Jako síťová zařízení se používají přepínače a směrovače. Fragment podnikové sítě je znázorněn na následujícím obrázku.

Rýže. 3.1. Firemní síť

Všimněte si, že v podnikových sítích nemusí mít územní atribut žádný význam. Takové sítě mohou být rozptýleny po celém světě. V tomto případě se pro připojení vzdálených lokálních sítí používají moderní komunikační prostředky ( satelitní kanály). Velké korporace mají své vlastní vyhrazené komunikační linky, které nejsou dostupné z internetu.

Centralizovaná správa lokální sítě umožňuje zvýšit počet počítačů v ní na stovky a dokonce tisíce jednotek. Centralizace a koncentrace distribuovaných zdrojů má však také zjevnou nevýhodu, protože v síti se objevuje nespolehlivé (úzké) místo. Selhání centrálního serveru může vést k odstavení celého podniku, protože je ochromena kolektivní práce. Proto jsou servery řádově spolehlivější než pracovní stanice a ve zvláště důležitých případech jsou duplikovány a tvoří tzv. shluky.

Objevení se dedikovaného serveru v síti vede ke vzniku „sdílené paměti“, kterou lze použít k ukládání výsledků kolektivní práce. Historicky jako první se objevily tzv souborové servery, na kterém byly uloženy výsledky práce ve formě souborů. Brzy se však ukázalo, že mezi tím obrovským množstvím souborů je poměrně těžké najít potřebné informace.

Dalším významným krokem k socializaci dat v počítačových sítích byl architektura klient-server. Tato architektura předpokládá přítomnost Všeobecné databází, které jsou obvykle uloženy na speciálně vyhrazených pro tento účel databázové servery. Při přístupu na databázový server si klient nemusí být vědom umístění dat, která ho zajímají, protože požadavek je formulován ve speciálním strukturovaném jazyce (SQL). Výhoda ve srovnání se souborovými servery je dosažena snížením zatížení sítě na straně klienta.

Dalším úspěchem architektury klient-server byl přechod na práci s obecné programy. V tomto případě může program pro správu určitého obchodního procesu běžet pouze na serveru a na klientovi poběží pouze malý modul tohoto programu. Tak se objevuje koncept aplikační server, tedy server, na kterém běží běžné aplikační programy. Všimněte si, že stejný hardwarový server může fungovat jako databázový i aplikační server.

Na příkladu podnikových sítí můžeme vysledovat proces vzájemného pronikání lokálních a globální sítě, což vedlo ke vzniku intranet-technologie. Intranetová síť je podniková síť, která funguje pomocí standardních protokolů používaných na internetu. Přístup z globální sítě do podnikové sítě je přitom většinou chráněn nebo zcela blokován.

Přednáška 3. Globální počítačová síť Internet

Internet je globální počítačová síť, která spojuje desítky milionů předplatitelů ve více než 150 zemích světa. Internet doslova znamená Internet, to je síť sítí, který obecně odráží jeho podstatu.

Internet lze také považovat za globální informační prostor, která měsíčně roste o 7-10 % procent a jako nový typ média, charakteristický rys který je interaktivita. Internet je tedy jak mechanismem pro šíření informací, tak i médiem pro interakci mezi uživateli bez ohledu na jejich geografickou polohu. V současné době se vliv internetu rozšiřuje prakticky na celé lidstvo jako celek.

3 .1 Historie internetu

První výzkum spojení vzdálené počítače byly realizovány na počátku 60. V roce 1965 byl počítač umístěný na MIT připojen k počítači v Kalifornii přes telefonní linka. V roce 1969 začal síťový projekt s názvem ARPANET a byly do něj zahrnuty čtyři vzdálené počítače.

Zpočátku byla technologie využívána k propojení počítačů přepínání okruhů, charakteristické pro telefonní technologie. Jeho podstatou je, že při výměně informací mezi účastníky musí existovat fyzický komunikační kanál. V důsledku experimentu se ukázalo, že přepínání okruhů není vhodné pro vytváření počítačových sítí, a to vyžaduje použití nové technologie přenosu dat - přepínání paketů.

Při použití této technologie jsou všechny zprávy přenášené v síti rozděleny na malé části, které se nazývají balíčky. Každý paket je opatřen hlavičkou, která označuje cílovou adresu paketu. Směrovače používají adresu k vzájemnému předávání paketů, dokud nedosáhnou svého cíle.

V letech 1971-72 byly formulovány základní principy pro budování nové jednotné sítě (internetu):

· pro přidání nové podsítě k Internetu by neměly být prováděny žádné další změny v síti samotné;

· pakety na internetu jsou přenášeny na principu přepojování paketů s negarantovaným doručením jednotlivých paketů. Pokud paket nedorazí do cíle, musí být po krátké době znovu odeslán;

· pro připojení podsítí se používají speciální zařízení - routery, které by měly co nejvíce zjednodušit průchod paketového toku;

· Propojená síť by neměla mít centralizované řízení.

Klíčem k propojování podsítí byl nový protokol podporující mezisíť, který se objevil v roce 1973, nazvaný TCP (Transmission Control Protocol).

TCP fungoval dobře pro většinu síťových problémů, ale v některých případech došlo ke ztrátě paketů. Tato skutečnost vedla k rozdělení TCP na dva protokoly: IP pro adresování a přenos jednotlivých paketů a TCP pro rozdělování zpráv do paketů, zajišťující integritu a obnovu ztracené pakety. Kombinovaný protokol se běžně nazývá TCP/IP.

3 .2 Struktura a principy fungování Internetu

V současné době je internet založen na vysoké rychlosti páteřní sítě. Připojují se nezávislé sítě páteřní síť prostřednictvím síťových přístupových bodů NAP (Network Access Point). Nezávislé sítě jsou považovány za autonomní systémy, to znamená, že každý má svou vlastní administraci a své vlastní směrovací protokoly.

Rýže. 4.1. Struktura internetu

Velké, nezávislé národní sítě obvykle fungují jako autonomní systémy. Příkladem takových sítí je síť EUNet pokrývající země střední Evropy a síť RUNet, která sdružuje podsítě v Rusku. Autonomní sítě mohou vytvářet společnosti specializující se na poskytování služeb přístupu k internetu, -- poskytovatelé. Takovými poskytovateli na Ukrajině jsou například Volya, Adamant, Lucky Net atd.

Důležitým parametrem, který určuje kvalitu síťové práce, je rychlost přístupu k síti, který je klasifikován v závislosti na kapacitě fyzických komunikačních kanálů takto:

· pro modemové připojení, které používá většina uživatelů internetu, je kapacita kanálu nízká - od 20 do 60 Kbps;

· pro vyhrazené telefonní linky a pro připojení malých lokálních počítačových sítí k Internetu - od 64 Kbit/s do 2 Mbit/s;

· pro satelitní a optické komunikační kanály, které se používají především k vytváření autonomních sítí - od 2 Mbit/s. a vyšší.

Internet využívá rodinu protokolů TCP/IP (obr. 4.2).

Rýže. 4.2.

Na linkové a fyzické vrstvě podporuje TCP/IP mnoho existujících standardů, které definují médium pro přenos dat. Mohou to být například technologie Ethernet a Token Ring pro lokální počítačové sítě nebo X.25 a ISDN pro organizování velkých teritoriálních sítí.

Jedním z hlavních protokolů této rodiny je inter síťový protokol IP. Datový tok na této úrovni je rozčleněn na konkrétní části tzv IP-balíčky(datagramy). Protokol IP zachází s každým paketem jako s nezávislou jednotkou, která není spojena s jinými pakety, a směruje jej individuálně. Protokol IP je typ protokolu bez spojení, to znamená, že po síti se nepřenáší žádné jiné řídicí informace než ty, které jsou obsaženy v samotném paketu IP. Navíc protokol IP nezaručuje spolehlivé doručení paketů.

Protokol TCP pracuje na transportní vrstvě a určuje velikost paketu, parametry přenosu a řízení integrity zpráv. Protože protokol IP nezaručuje spolehlivé doručování zpráv, je tento problém vyřešen pomocí TCP protokol. Na rozdíl od IP protokolu TCP protokol vytváří logické spojení mezi komunikujícími procesy. Před přenosem dat je odeslán požadavek na zahájení přenosové relace a příjemce zašle potvrzení. Spolehlivost TCP protokolu spočívá v tom, že zdroj dat odesílá jeho opakování, pokud do určité doby neobdrží od příjemce potvrzení o jeho úspěšném přijetí.

Aplikační vrstva sdružuje všechny služby, které internet uživatelům poskytuje. Mezi nejdůležitější aplikační protokoly patří Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP) a emailové protokoly SMTP, POP, IMAP a MIME.

3.3 IP -adresy

Každý počítač připojený k internetu má unikát IP-adresa, který se skládá ze čtyř bajtů a je zapsán jako čtyři desetinná čísla oddělená tečkami, například:

194.85.120.66

IP adresa se skládá ze dvou logických částí: čísla sítě a čísla hostitele v síti. Číslo sítě vydává speciální divize Internetu - InterNIC (Internet Network Information Center) nebo její zástupci. Číslo uzlu určuje správce sítě. V závislosti na tom, kolik bytů v IP adrese je přiděleno číslu sítě a číslu hostitele, se rozlišuje několik tříd IP adres.

Rýže. 3.3. Struktura IP adresy

Pokud číslo sítě zabírá jeden bajt a číslo uzlu tři bajty, pak tato adresa odkazuje na třída A. Počet uzlů v síti v této třídě může dosáhnout 2 24 , nebo 16777216. Číslo sítě v této třídě se pohybuje od 1.0.0.0 do 126.0.0.0.

Pokud jsou pro číslo sítě a číslo uzlu přiděleny dva bajty, pak adresa patří třída B. Počet možných uzlů v síti třídy B je 2 16 nebo 65 536 uzlů. Číslo sítě třídy B se pohybuje od 128.0.0.0 do 191.255.0.0.

Pokud jsou pro číslo sítě přiděleny tři bajty, pak adresa patří třída C. Počet uzlů v síti třídy C je omezen na 2 8 nebo 256. Číslo sítě se pohybuje od 192.0.1.0 do 223.255.255.0.

Například v adrese IP 194.85.120.66 je 66 číslo hostitele v síti a 194.85.120.0 je číslo sítě třídy C.

3.4 Doménová jména

Pro člověka je extrémně nepohodlné používat číselné IP adresy, takže se zdá logické používat symbolická jména místo IP adres. Na internetu se k tomuto účelu používá systém doménových jmen (DNS Domain Name System), který má hierarchickou strukturu. Menší část názvu domény odpovídá koncovému uzlu sítě. Součásti jsou od sebe odděleny tečkou.

Například, pošta. ekon. pu. ru. Jeden uzel může mít několik jmen, ale pouze jednu IP adresu.

Je volána sada jmen, ve kterých se shoduje několik vyšších částí názvu domény doména. Například jména pošta. ekon. pu. ru A www. ekon. pu. ru patří do domény ekon. pu. ru.

Nejdůležitější je kořenová doména. Následují domény první, druhé a třetí úrovně.

Kořenová doména je spravována InterNIC. Pro každou zemi jsou přiděleny domény první úrovně a je zvykem používat třípísmenné a dvoupísmenné zkratky.

Takže například pro Rusko je doména první úrovně ru, pro USA jsme to my.

Kromě toho je několik názvů domén nejvyšší úrovně přiřazeno různým typům organizací:

· com - komerční organizace (např. ibm. com);

vzdělávací organizace (např. spb. edu)

· gov -- vládní organizace (např. loc. vlád);

org -- neziskové organizace (např. w3. org);

net – organizace, které podporují sítě (např. ukr. síť);

Níže jsou uvedeny názvy domén některých zemí:

	ch -- Švýcarsko	au -- Austrálie
fr -- Francie	se -- Švédsko	hu -- Maďarsko
sa -- Kanada	jp -- Japonsko	ru -- Rusko
	hk - Hong Kong	ua -- Ukrajina
de -- N1mechina	mx - Mexiko	fi -- F1nland1ya

Každý název domény má svůj vlastní DNS-server, který uchovává databázi korespondence mezi IP adresami a doménovými jmény umístěnými v dané doméně a obsahuje také odkazy na DNS servery domén nižší úrovně.

Aby tedy aplikace získala adresu počítače podle názvu domény, stačí kontaktovat DNS server kořenové domény, který následně předá požadavek na DNS server domény nižší úrovně. Díky této organizaci systému doménových jmen je zatížení překladu jmen rovnoměrně rozloženo mezi servery DNS.

počítačový informační software

Přednáška 4. Základní služby na internetu

Mezi hlavní informační služby na internetu patří tyto služby:

· Hypertextová služba World Wide Web.

· E-mailem;

· FTP archivy;

Všechny služby na internetu fungují podle schématu klient-server. Na straně serveru jsou všechny služby sloučeny do jednoho programu s názvem internetový server a na straně klienta je každá služba zastoupena samostatným klientským programem. V poslední době ale došlo ke sjednocení klientských programů a jeden program – prohlížeč, nyní dokáže poskytovat všechny typy informačních služeb (pošta, přenos souborů, chaty atd.).

4 .1 E-mailem

Systém E-mailem(e-mail) umožňuje doručit zprávu na jakýkoli počítač připojený k internetu. Zpráva může obsahovat text a ke zprávě lze připojit soubor libovolného formátu (grafika, hudba atd.).

Všichni uživatelé e-mailu mají jedinečné adresy. Internet přijal systém adres, který je založen na adrese domény stroje připojeného k síti.

Adresa uživatele se skládá ze dvou částí oddělených symbolem „@“:<имя>@<доменное_имя>. Například, Jones@ Registr. org, kde Jones je uživatelské jméno a Registry.org je název domény poštovního serveru.

OS Windows nabízí dva programy jako e-mailového klienta: MS Outlook Express a MS Outlook. První z nich je čistě e-mailový klient a druhý kombinuje funkce organizéru osobních informací.

V poslední době se objevuje tzv. Web-based mail, kdy práce s poštovním serverem probíhá přes prohlížeč. Je však příliš brzy na to, abychom ztotožňovali „skutečnou“ poštu a webovou poštu, protože ta ukládá poměrně přísná omezení jak na množství uložených informací, tak na dobu uložení. Z hlediska důvěrnosti je navíc lepší uchovávat osobní korespondenci na vašem počítači než na serveru.

Kromě toho se objevila tzv. okamžitá pošta (internetový pager) a hlasová pošta (Skype), kdy dochází k výměně zpráv v reálném čase.

Mezi klienty rychlé pošty patří Microsoft MSN Messenger, oblíbený izraelský program ISQ a další. V poslední době populární sociální sítě (Facebook) lze považovat za typ instant mailu, kdy komunikace probíhá mezi celou skupinou partnerů.

4 . 2 Hypertext servis Svět Široký Web

Služba World Wide Web je v současnosti nejoblíbenější službou na internetu. Označuje se také zkratkou WWW, W3 nebo jednoduše Web. Myšlenkou WWW služby bylo aplikovat hypertextový model na informační zdroje umístěné na internetu. Hypertextový dokument může obsahovat text, grafiku, zvuk, video a také hypertextové odkazy, které přímo přistupují k síťovým informačním zdrojům.

Služba WWW má následující tři hlavní součásti:

· HTML (Hyper Text Markup Language) značkovací jazyk pro hypertextové dokumenty;

· univerzální způsob adresování zdrojů v síti URL (Universal Resource Locator);

· HTTP (HyperText Transfer Protocol) protokol pro výměnu hypertextových informací.

Později k nim byly přidány další dvě součásti:

· univerzální rozhraní brány CGI (Common Gateway Interface) pro programování na straně serveru;

· Programovací jazyk JavaScript pro programování na straně klienta, který umožňuje zadávat programový kód do dokumentů HTML.

Klientským programem pro WWW službu je prohlížeč (prohlížeč), který poskytuje přístup k téměř všem informačním zdrojům v síti pomocí interpretace HTML.

Mezi nejrozšířenější prohlížeče patří Microsoft Internet Explorer, Opera, Mozilla a další. Pojďme se krátce podívat na hlavní součásti služby WWW.

4.3 Hypertext Markup Language HTML

Většina dokumentů na WWW službě je uložena v HTML formát. HTML je sada příkazů, které prohlížeči říkají, že má zobrazit obsah dokumentu, ale samotné příkazy HTML se nezobrazují. V jazyk HTML byl implementován mechanismus hypertextových odkazů, který zajišťuje propojení jednoho dokumentu s ostatními. Tyto dokumenty mohou být umístěny na stejném serveru jako stránka, ze které jsou propojeny, nebo mohou být umístěny na jiném serveru.

Příkazy v textu HTML dokumentu se nazývají tagy (deskriptory). HTML tag může obsahovat seznam atributů. Text tagu je uzavřen v lomených závorkách (< и >).

4.3 Univerzální URL zdroje

Abyste mohli získat informace z internetu, potřebujete znát adresu, kde se nachází. Univerzální adresa zdroje (URL) je adresa na WWW systému, která jednoznačně identifikuje jakýkoli dokument.

Adresa jednotného zdroje má obecně následující formát:

protokol://počítač/cesta.

Jinými slovy, univerzální adresu zdroje lze popsat následujícím vzorcem:

URL= externí cesta (název domény) + interní cesta.

Hlavním protokolem na World Wide Web je HTTP, protokol pro přenos hypertextu, takže většina adres začíná takto: http://

Ale lze použít i jiné protokoly přenosu dat, například protokol pro přenos souborů - FTP. Na prvním místě v adrese univerzálního zdroje je pak název použitého protokolu, například ftp://

Počítač-- toto je adresa serveru, ke kterému se chcete připojit. Lze použít IP adresu nebo název serveru v systému názvů domén. Například: http://www.econ.pu.ru nebo ftp://194.85.120.66. Většina adres serverů na World Wide Web začíná předponou www. Tato předpona se používá pouze pro pohodlí k označení, že na daném počítači běží webový server.

Cesta je přesný údaj o umístění dokumentu na webovém serveru. Může to být název adresáře a souboru, jako v následujícím příkladu:

http://www.econ.pu.ru/info/history/jubilee.htm.

Pokud zadáte tuto adresu do řádku „adresa“ prohlížeče, prohlížeč naváže spojení s počítačem www.econ.pu.ru prostřednictvím protokolu HTTP a vyžádá si od něj dokument s názvem jubilee.htm z /info/ adresář historie.

Poslední část URA může obsahovat další informace, které se obvykle používají k přenosu parametrů požadavku uživatele na interaktivních stránkách na webový server, stejně jako cestu a název programu na serveru, který požadavek zpracuje. Například:

http://www.econ.pu.ru/sf/cgi-bin/main.bat?object=teachers&id=1

Po obdržení takového požadavku se webový server pokusí najít program main.bat v adresáři /sf/cgi-bin, spustit jej a předat mu parametry object a id s příslušnými hodnotami.

V moderní verze prohlížeče nemusí uvádět název protokolu na začátku každé adresy zdroje. Pokud není zadán název protokolu, prohlížeč se pokusí určit, který protokol použít. Pokud není zadán název souboru, ale pouze adresář, ve kterém má být umístěn, pak Uživateli bude zaslán soubor, který správce webového serveru označil jako výchozí soubor. Obvykle se jedná o soubor s názvem index.htm (index.html) nebo default.htm (default.html). Pokud v adresáři není žádný výchozí soubor, zobrazí se chybová zpráva.

4.4

Hypertext Transfer Protocol(HTTP) je standardní protokol pro přenos dokumentů mezi servery a prohlížeči ve službě WWW. Protokol HTTP umožňuje navázání spojení mezi klientem a serverem a spojení je udržováno pouze v době, kdy server zpracovává požadavky klientů.

Požadavek klienta a odpověď serveru tvoří tzv. transakci. Výměna dat prostřednictvím protokolu HTTP probíhá následovně.

Klient naváže spojení se serverem pomocí zadaného čísla portu. Pokud je klientem prohlížeč, je číslo portu uvedeno v požadavku URL. Pokud není zadáno žádné číslo, výchozí je port 80. Klient poté odešle požadavek na dokument s uvedením příkazu HTTP, adresy dokumentu a čísla verze HTTP.

Například:

DOSTAT / index. html HTTP/1.0

Publikováno na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Instalace a instalace místní sítě 10 Base T. Obecné schéma zapojení. Oblasti použití počítačových sítí. Protokoly přenosu informací. Topologie používané v síti. Metody přenosu dat. Charakteristika hlavního softwaru.

práce v kurzu, přidáno 25.04.2015


Podstata a klasifikace počítačových sítí podle různých kritérií. Topologie sítě je schéma připojení počítačů do lokálních sítí. Regionální a podnikové počítačové sítě. Internetové sítě, koncept WWW a jednotné URL lokátoru zdrojů.

prezentace, přidáno 26.10.2011


Účel lokálních sítí jako komplexu zařízení a softwaru, jejich technické prostředky, topologie. Organizace přenosu dat v síti. Historie vývoje globálních sítí, vznik internetu. Softwarová a hardwarová organizace internetu.

abstrakt, přidáno 22.06.2014


Celosvětový systém propojených počítačových sítí postavený na využití protokolu IP a směrování datových paketů. Hlavní protokoly používané v Internetu. První webový prohlížeč na světě. Obecný vývoj emailu, jeho šifrování.

abstrakt, přidáno 22.10.2012


Výhody počítačových sítí. Základy výstavby a provozu počítačových sítí. Výběr síťových zařízení. Vrstvy modelu OSI. Základní síťové technologie. Implementace interaktivní komunikace. Protokoly na úrovni relace. Médium pro přenos dat.

práce v kurzu, přidáno 20.11.2012


Klasifikace počítačových sítí. Účel počítačové sítě. Hlavní typy počítačových sítí. Lokální a globální počítačové sítě. Metody budování sítí. Peer-to-peer sítě. Kabelové a bezdrátové kanály. Protokoly přenosu dat.

práce v kurzu, přidáno 18.10.2008


Typy počítačových sítí. Charakteristika komunikačních kanálů. Typy komunikace: elektrické kabely, telefonní linka a optický kabel. Nejběžnějšími modemy jsou nyní jejich typy. Typy komunikačních kanálů: síťové adaptéry a protokoly. Peer-to-peer sítě.

prezentace, přidáno 10.1.2010


Běžné síťové protokoly a standardy používané v moderních počítačových sítích. Klasifikace sítí podle určitých charakteristik. Modely síťové interakce, technologie a protokoly přenosu dat. Problematika technické realizace sítě.

abstrakt, přidáno 02.07.2011


Klasifikace počítačových sítí z technologického hlediska. Struktura a princip fungování lokálních a globálních sítí. Sítě s přepojováním okruhů, sítě telekomunikačních operátorů. Topologie počítačových sítí: sběrnice, hvězda. Jejich hlavní výhody a nevýhody.

abstrakt, přidáno 21.10.2013


Funkce počítačových sítí (ukládání a zpracování dat, uživatelský přístup k datům a jejich přenos). Základní ukazatele kvality lokálních sítí. Klasifikace počítačových sítí, jejich hlavní součásti. Topologie sítě, charakteristiky zařízení.

POČÍTAČOVÁ VĚDA A INFORMAČNÍ TECHNOLOGIE

pro humanitní a jazykové profily
10-11 ročníků všeobecně vzdělávacích institucí

Tutorial:
Semakin I.G., Henner E.K. Informatika X, Informatika XI

VYSVĚTLIVKA

„Informatika-XXI“ je kurz informatiky pro starší ročníky (ročníky 10, 10-11), studovaný poté, co studenti zvládli základní kurz informatika na základní škole. Znalost základního kurzu je dostatečná v rozsahu povinného minima v informatice doporučeného Ministerstvem školství Ruské federace.

"Informatika-XXI" lze studovat pomocí různé možnosti osnovy:
34 hodin (zkrácená verze) - 1 akademický rok, 1 vyučovací hodina týdně;
68 hodin (plná verze) - 1 akademický rok se 2 lekcemi týdně nebo 2 akademické roky s 1 lekcí týdně.

„Informatika-XXI“ je kurz určený pro starší ročníky středních škol se specializací na obory ve vzdělávacích oborech společenských věd (historie, sociální studia, geografie, ekonomie) a filologie (ruština a cizí jazyky, literatura). Kromě toho lze studovat v nespecializovaných (všeobecně vzdělávacích) třídách.

Kurz „Informatika-XXI“ se skládá ze dvou částí: teoretické části a dílny počítačové laboratoře. Studenti pracují v těchto dvou sekcích paralelně.

Teoretický obsah předmětu odráží vývojový trend školní informatiky ve směru fundamentalizace a prohlubování obecně vzdělávacího vědeckého obsahu. Kurz pokračuje, započatý základním kurzem informatiky, seznamujícím studenty s hlavními obsahovými liniemi předmětu, definovaným v „Povinném minimálním obsahu středního (úplného) všeobecného vzdělání. Vzdělávací obor: matematika, informatika.“ Jsou to především řádky:
Informace a informační procesy (lidská informační kultura, informační společnost, informační základny procesy řízení);
Modelování a formalizace (Modelování jako metoda poznávání. Materiálové a informační modely. Informační modelování. Základní typy informačních modelů (tabulkové, hierarchické, síťové). Počítačový výzkum informačních modelů z různých oborů).
Informační technologie(technologie pro práci s textem a grafické informace; Technologie pro ukládání, vyhledávání a třídění dat; technologie pro zpracování numerických informací pomocí tabulkových procesorů; multimediální technologie).
Počítačová komunikace (informační zdroje globálních sítí, organizace a informační služby internetu).

„Informatika-XXI“ není vysoce specializovaný kurz vázaný na konkrétní typ odborné činnosti, ale má obecně vzdělávací charakter.

Výcvikový kurz"Informatics-XXI" je zaměřen na využití osobních počítačů třídy IBM PC se softwarem (softwarem) Microsoft Windows - Microsoft Office. Ve školách, které takové vybavení a software nemají, tento kurz(Podle alespoň, v jeho praktické části) není použitelný.

Během laboratorního workshopu budou studenti muset pracovat s operačním systémem Windows, textový procesor Word, balíček pro přípravu prezentací v PowerPointu, relační DBMS Access, tabulkový procesor Excel, programy síťového klienta (poštovní program a internetový prohlížeč). V důsledku toho se počáteční dovednosti stanovené v základním kurzu musí posunout na vyšší úroveň, blízkou profesionální.

Obsah specializovaných kurzů není tak přísně regulován požadavky vzdělávacího standardu, jako je tomu u základního kurzu informatiky. Učitel vyučující specializovaný kurz má větší počet „stupňů svobody“ ve výběru témat a metod. Proto lze v každém konkrétním případě změnit pořadí a objem látky navržené v učebnici. Například z nějakého důvodu se učitel rozhodne neprobírat téma „Informační modely pro plánování a řízení“ (kapitola 5). Jakýkoli volný studijní čas lze obsadit dalšími lekcemi přiřazenými k jiným tématům kurzu. Další úkoly pro laboratorní práce o těchto tématech lze čerpat z učebnice „Workshop in computer science. Ed. I. Semakina, E. Henner. Laboratoř základních znalostí nakladatelství, Moskva, 2000"

Obsahem zkrácené verze kurzu „Informatika-XXI“ (34 hodin) jsou všechna tři témata invariantní složky a téma „Informační zdroje počítačových sítí“. Změny jsou možné i zde, ale kvůli variabilní složce. Například z důvodu nedostatku praktických schopností práce na internetu může učitel nahradit tuto sekci tématem „Informační systémy a databáze“, čímž se její objem v rámci časové rezervy poněkud sníží. U škol, které nemají přístup k internetu, je třeba věnovat pozornost využívání intranetových technologií. Dosavadní pedagogické zkušenosti v některých vzdělávacích institucích v tomto směru poskytují vynikající výsledky.

Na závěr je třeba poznamenat, že kurz „Informatika-XXI“ je zaměřen na všechny hlavní pedagogické cíle, které jsou pro kurz školní informatiky stanoveny v regulačních dokumentech MŠMT:

přispívá k utváření vědeckého vidění světa založeného na pochopení jednoty základních informačních zákonitostí v přírodě a společnosti;

rozvíjí u studentů porozumění informačním objektům a jejich transformaci pomocí nástrojů informačních technologií, hardwaru a softwaru, které tyto technologie implementují;

přispívá k utváření souboru všeobecných vzdělávacích a odborných znalostí a dovedností, sociálních a etických norem chování lidí v informačním prostředí 21. století.

TEMATICKÉ PLÁNOVÁNÍ

Stupeň 10

Název tématu

Učebnicová sekce

Počet hodin

Praxe

Úvod. Struktura informatiky

Předmluva, §1.1

Práce v MS Windows: práce s okny, složkami, soubory, objekty

Teoretická informatika

Práce s MS Word. Zadávání, úprava a formátování textů

Informační prostředky a informační technologie

Práce s MS Word. Fonty, textový design

Informační zdroje. Národní informační zdroje Ruska

Práce s MS Word. Vkládání objektů. Práce s tabulkami

Závěrečná práce s textovým procesorem MS Word

Historie a vývoj počítačových telekomunikací. Technické a softwarové zdroje Internet

Příprava shrnutí na téma „ Počítačové telekomunikace» pomocí MS Word

Jak funguje síť. Informační služby Internet

Pracovat s emailem a telekonference

Základní pojmy World Wide Web. Práce s WWW prohlížečem

Práce s prohlížečem, prohlížení webových stránek

Internetová vyhledávací služba. Vyhledávání informací na WWW

Práce s vyhledávači

Tvorba webových stránek

Ukládání stažených webových stránek

Závěrečný kreativní úkol pro práci s internetem

Počítačové informační modelování. Základní pojmy systemologie

Úvod do sady PowerPoint Presentation Suite

Vytvoření prezentace na téma „Modely a systémy“

O typech komunikace a řídicích systémech

Nástroje pro kreslení v MS Word

Grafy a sítě. Hierarchické struktury a stromy

Budování modelů systémů na grafech

Popis hierarchických systémů

Tabulkové uspořádání dat

Konstrukce tabulkových informačních modelů pomocí MS Word

Sociální informatika. Pojem informační společnost. (Zadejte téma na esej)

§6.1, §6.2, §6.3

Problematika informační bezpečnosti a právní akty v informační sféře

Obhajoba abstraktů k problematice sociální informatiky

11. třída

Název tématu

Učebnicová sekce

Počet hodin

Praxe

Informační systémy. Lokální počítačové sítě

Základní pojmy databází. DBMS

Design informační systém

Vytvoření struktury databáze a její vyplnění

Použití databáze. Žádosti.

Zpráva jako závěrečný dokument provozu informačního systému

Geografické informační systémy

Úkoly plánování a řízení. Tabulkový procesor jako nástroj pro jejich řešení

Obchodní grafika a její implementace v tabulkovém procesoru

Znázornění závislostí mezi veličinami. Regresní modely a prognózování

Korelační závislosti

Optimální plánování

disciplínou "Počítačové sítě a telekomunikace"

ÚVOD... 65

2 KABELY A ROZHRANÍ... 10

3 VÝMĚNA DAT V SÍTI.. 15

6 INTERNETOVÉ SLUŽBY 40

8 WEBOVÝ PROHLÍŽECI 54

ÚVOD 6

1 SÍŤOVÉ KONCEPCE A PODMÍNKY... 7

1.1 Základní pojmy. 7

1.2 Klasifikace sítí podle měřítka. 7

1.3 Klasifikace sítí na základě přítomnosti serveru. 7

1.3.1 Peer-to-peer sítě. 7

1.3.2 Sítě s dedikovaným serverem. 8

1.4 Výběr sítě. 9

2 KABELY A ROZHRANÍ... 10

2.1 Typy kabelů. 10

2.1.1 Kroucená dvojlinka – kroucená dvojlinka 10

2.1.2 Koaxiální kabel. jedenáct

2.1.3 Optický kabel. 12

2.2 Bezdrátové technologie. 12

2.2.1 Rádiová komunikace. 13

2.2.2 Mikrovlnná komunikace. 13

2.2.3 Infračervená komunikace. 13

2.3 Parametry kabelu. 13

3 VÝMĚNA DAT V SÍTI.. 15

3.1 Obecné pojmy. Protokol. Zásobník protokolů. 15

Model 3.2 ISO/OSI 16

3.3 Funkce vrstev modelu ISO/OSI 18

3.4 Protokoly interakce aplikací a protokoly transportního subsystému. 21

3.5 Funkční soulad typů komunikačních zařízení s úrovněmi modelu OSI 22

3.6 Specifikace IEEE 802.24

3.7 Podle zásobníku protokolů. 25

4 SÍŤOVÉ VYBAVENÍ A TOPOLOGIE.. 27

4.1 Síťové komponenty. 27

4.1.1 Síťové karty. 27

4.1.2 Opakovače a zesilovače. 28

4.1.3 Koncentrátory. 29

4.1.4 Mosty. 29

4.1.5 Směrovače. třicet

4.1.6 Brány. třicet

4.2 Typy topologie sítí. 31

4.2.1 Pneumatika. 31

4.2.2 Zazvonit. 32

4.2.3 Hvězdička. 32

4.2.5 Smíšené topologie. 33

5 GLOBÁLNÍ INTERNETOVÁ SÍŤ.. 36

5.1 Teoretický základ Internet. 36

5.2 Práce s internetovými službami. 37

6 INTERNETOVÉ SLUŽBY 40

6.1 Režim terminálu. 40

6.2 Elektronická pošta (E-mail) 40

6.4 Telekonferenční služba (Usenet) 41

6.5 Služba World Wide Web (WWW) 43

6.6 Služba doménových jmen (DNS) 45

6.7 Služba přenosu souborů (FTP) 48

6.8 Služba Internet Relay Chat 49

6.9 Služba ICQ.. 49

7 PŘIPOJENÍ K INTERNETU.. 51

7.1 Základní pojmy. 51

7.2 Instalace modemu. 52

7.3 Připojení k počítači poskytovatele internetových služeb. 53

8 WEBOVÝ PROHLÍŽECI 54

8.1 Pojem prohlížečů a jejich funkce. 54

8.2 Práce s programem internet Explorer 54

8.2.1 Otevírání a prohlížení webových stránek. 56

8.2.3 Techniky ovládání prohlížeče. 57

8.2.4 Práce s více okny. 58

8.2.5 Nastavení vlastností prohlížeče. 58

8.3 Vyhledávání informací na World Wide Web. 60

8.4 Příjem souborů z internetu. 62

9 PRÁCE S ELEKTRONICKÝMI ZPRÁVY... 64

9.1 Odesílání a přijímání zpráv. 64

9.2 Práce s programem Outlook Express. 65

9.2.1 Vytvoření účet. 65

9.2.2 Vytvoření e-mailové zprávy. 66

9.2.3 Příprava odpovědí na zprávy. 66

9.2.4 Čtení telekonferenčních zpráv. 67

9.3 Práce s adresářem. 67

ÚVOD

Materiál diskutovaný v těchto poznámkách k přednášce není o konkrétním operační systém a to ani o konkrétním typu operačního systému. Zkoumá operační systémy (OS) z velmi obecné perspektivy a popsané základní pojmy a principy návrhu jsou platné pro většinu operačních systémů.

1 SÍŤOVÉ KONCEPCE A PODMÍNKY

1.1 Základní pojmy

Síť je spojení mezi dvěma nebo více počítači, které jim umožňuje sdílet zdroje.

1.2 Klasifikace sítí podle měřítka

Místní síť(Local Area Network) je sbírka síťových počítačů umístěných v malé fyzické oblasti, jako je jedna budova.

Jedná se o sadu počítačů a dalších připojených zařízení, která se vejdou do oblasti pokrytí jedné fyzické sítě. Místní sítě jsou základními stavebními kameny pro budování sítí a globálních sítí.

Globální sítě(Wide Area Network) dokáže propojit sítě po celém světě; Pro práci v síti se obvykle používají komunikační nástroje třetích stran.

Připojení WAN může být velmi drahé, protože náklady na komunikaci rostou se šířkou pásma. Pouze malý počet WAN připojení tedy podporuje stejnou šířku pásma jako běžné LAN.

Regionální sítě(Metropolitan Area Network) využívají technologie rozlehlých sítí k propojení místních sítí v určité geografické oblasti, jako je město.

1.3 Klasifikace sítí na základě přítomnosti serveru

1.3.1 Peer-to-peer sítě

Počítače v sítích peer-to-peer mohou fungovat jako klienti i servery. Protože všechny počítače v tomto typu sítě mají stejná práva, sítě typu peer-to-peer nemají centralizovanou kontrolu nad sdílením prostředků. Každý počítač v této síti může sdílet své prostředky s jakýmkoli počítačem ve stejné síti. Vztahy peer-to-peer také znamenají, že žádný počítač nemá vyšší prioritu přístupu nebo větší odpovědnost za sdílení zdrojů.

Výhody sítí peer-to-peer:

– snadno se instalují a konfigurují;

– jednotlivé stroje nejsou závislé na vyhrazeném serveru;

– uživatelé jsou schopni ovládat své vlastní zdroje;

– levný typ sítí na nákup a provoz;

– není potřeba žádný další hardware nebo software kromě operačního systému;

– není třeba najímat správce sítě;

– funguje dobře s počtem uživatelů nepřesahujícím 10.

Nevýhody sítí typu peer-to-peer:

– použití zabezpečení sítě pouze na jeden zdroj současně;

– uživatelé si musí pamatovat tolik hesel, kolik je sdílených zdrojů;

- musí být vyrobeno záloha samostatně na každém počítači pro ochranu všech sdílených dat;

– při získávání přístupu ke zdroji je pociťován pokles výkonu na počítači, na kterém je tento zdroj umístěn;

– Neexistuje žádné centralizované organizační schéma pro vyhledávání a správu přístupu k datům.

1.3.2 Dedikované serverové sítě

Microsoft preferuje termín Server-based. Server je stroj (počítač), jehož hlavním úkolem je odpovídat na požadavky klientů. Servery jsou zřídka spravovány kýmkoli přímo - pouze je instalují, konfigurují nebo udržují.

Výhody sítí s dedikovaným serverem:

– poskytují centralizovanou správu uživatelských účtů, zabezpečení a přístupu, což zjednodušuje správu sítě;

– výkonnější zařízení znamená efektivnější přístup k síťovým zdrojům;

– uživatelé si pro přihlášení do sítě potřebují zapamatovat pouze jedno heslo, které jim umožňuje přístup ke všem zdrojům, na které mají nárok;

– takové sítě se s rostoucím počtem klientů lépe škálují (rostou).

Nevýhody dedikovaných serverových sítí:

– porucha serveru může způsobit nefunkčnost sítě, v nejlepším případě – ztrátu síťových zdrojů;

– takové sítě vyžadují kvalifikovaný personál pro údržbu složitého specializovaného softwaru;

– náklady na síť se zvyšují kvůli potřebě specializovaného vybavení a software.

1.4 Výběr sítě

Výběr sítě závisí na řadě okolností:

– počet počítačů v síti (až 10 – sítě peer-to-peer);

– finanční důvody;

– přítomnost centralizovaného řízení, bezpečnost;

– přístup na specializované servery;

– přístup do globální sítě.

2 KABELY A ROZHRANÍ

Na nejnižší úrovni síťové komunikace je médium, přes které jsou data přenášena. Ve vztahu k přenosu dat lze pod pojem média (média, médium přenosu dat) zahrnout jak kabelové, tak bezdrátové technologie.

2.1 Typy kabelů

V moderních sítích se používá několik různých typů kabelů. Různé síťové situace mohou vyžadovat různé typy kabely

2.1.1 Kroucený pár kabelů

Jedná se o síťové médium používané v mnoha topologiích sítí, včetně Ethernetu, ARCNet, IBM Token Ring.

Existují dva typy kroucených párů.

1. Nestíněný kroucený pár.

Existuje pět kategorií nestíněných kroucených párů kabelů. Jsou číslovány podle rostoucí kvality od CAT1 do CAT5. Kabely vyšší třídy obvykle obsahují více párů vodičů a tyto vodiče mají více závitů na jednotku délky.

CAT1 – telefonní kabel, nepodporuje digitální přenos data.

CAT2 je zřídka používaný starší typ nestíněného krouceného párového kabelu. Podporuje přenos dat rychlostí až 4 Mbps.

CAT3 je minimální úroveň nestíněného krouceného párového kabelu vyžadovaného pro dnešní dobu digitální sítě, má propustnost 10 Mbit/s.

CAT4 je střední specifikace kabelu, která podporuje datové rychlosti až 16 Mbps.

CAT5 je nejúčinnější typ nestíněného krouceného párového kabelu, který podporuje přenos dat rychlostí až 100 Mbps.

Kabely UTP připojují síťovou kartu každého počítače k ​​síťovému panelu nebo síťovému rozbočovači pomocí konektoru RJ-45 v každém připojovacím bodě.

Příkladem takové konfigurace je síťový standard 10Base-T Ethernet, který se vyznačuje nestíněným krouceným párovým kabelem (CAT3 až CAT5) a použitím konektoru RJ-45.

nedostatky:

– citlivost na rušení z vnějších elektromagnetických zdrojů;

– vzájemné překrytí signálů mezi sousedními vodiči;

– nestíněná kroucená dvoulinka je náchylná k zachycení signálu;

– velký útlum signálu po cestě (omezeno na 100 m).

2. Stíněný kroucený pár.

Má podobný design jako předchozí a platí pro něj stejný 100metrový limit. Typicky obsahuje čtyři nebo více párů lankových měděných izolovaných drátů uprostřed, spolu s elektricky uzemněnou měděnou pletenou sítí nebo hliníkovou fólií, vytvářející stínění před vnějšími elektromagnetickými vlivy.

nedostatky:

– kabel je méně ohebný;

– vyžaduje elektrické uzemnění.

2.1.2 Koaxiální kabel

Tento typ kabelu se skládá z centrálního měděného vodiče, který je tlustší než dráty v kroucené dvoulinkě. Střední vodič je pokryt vrstvou pěnového plastového izolačního materiálu, který je zase obklopen druhým vodičem, obvykle tkaným měděným pletivem nebo hliníkovou fólií. Vnější vodič neslouží k přenosu dat, ale funguje jako uzemnění.

Koaxiální kabel může přenášet data rychlostí až 10 Mbps na maximální vzdálenost 185 m až 500 m.

Dva hlavní typy koaxiálních kabelů používané v sítích LAN jsou Thicknet a Thinnet.

Také známý jako kabel RG-58 je nejpoužívanější. Je to nejflexibilnější ze všech typů koaxiálních kabelů a má tloušťku přibližně 6 mm. Lze jej použít k připojení každého počítače k ​​dalším počítačům v místní síti pomocí konektoru T, konektoru British Naval Connector (BNC) a zakončení 50 Ohm. Používá se hlavně pro sítě Ethernet 10Base-2.

Tato konfigurace podporuje rychlost přenosu dat až 10 Mbps na maximální vzdálenost 185 m mezi opakovači.

Je tlustší a dražší koaxiální kabel. Designově je podobný předchozímu, ale méně flexibilní. Používá se jako základ pro sítě Ethernet 10Base-5. Tento kabel je označen RG-8 nebo RG-11 o průměru přibližně 12 mm. Používá se jako lineární sběrnice. Ke každému se připojit síťová karta k získání přístupu k drátu se používá speciální externí transceiver AUI (Attachment unit interface) a „upír“ (větev) propichující plášť kabelu.

Má tlustý středový vodič, který poskytuje spolehlivý přenos dat na vzdálenost až 500 m na kabelový segment. Často se používá k vytvoření spojovacích dálnic. Rychlost přenosu dat až 10 Mbit/s.

2.1.3 Optický kabel

Poskytují vynikající rychlost přenosu informací na velké vzdálenosti. Jsou imunní vůči elektromagnetickému šumu a odposlechu.

Skládá se z centrálního skleněného nebo plastového vodiče obklopeného další vrstvou skleněného nebo plastového povlaku a vnějšího ochranného pláště. Data jsou přenášena po kabelu pomocí laserového nebo LED vysílače, který vysílá jednosměrné světelné pulzy přes centrální skleněné vlákno. Skleněný povlak pomáhá udržet světlo soustředěné ve vnitřním vodiči. Na druhém konci vodiče je signál přijímán fotodiodovým přijímačem, který převádí světelné signály na elektrický signál.

Rychlost přenosu dat u optického kabelu dosahuje od 100 Mbit/s do 2 Gbit/s. Data lze spolehlivě přenášet na vzdálenost až 2 km bez opakovače.

Světelné impulsy se šíří pouze jedním směrem, takže musíte mít dva vodiče: přívodní kabel a odchozí kabel.

Tento kabel se obtížně instaluje a je nejdražším typem kabelu.

2.2 Bezdrátové technologie

Bezdrátové způsoby přenosu dat jsou pohodlnější formou. Bezdrátové technologie se liší typem signálu, frekvencí a přenosovou vzdáleností.

Tři hlavní typy bezdrátového přenosu dat jsou: rádiová komunikace, mikrovlnná komunikace a infračervená komunikace.

2.2.1 Rádiové komunikace

Radiokomunikační technologie odesílají data na rádiových frekvencích a nemají prakticky žádná omezení dosahu. Používá se k propojení místních sítí na velké geografické vzdálenosti.

nedostatky:

- rádiový přenos je drahý,

- podléhá nařízení vlády,

– extrémně citlivé na elektronické nebo atmosférické vlivy,

– je náchylný k zachycení, a proto vyžaduje šifrování.

2.2.2 Mikrovlnná komunikace

Podporuje přenos dat v mikrovlnném rozsahu, využívá vysoké frekvence a používá se jak na krátké vzdálenosti, tak v globální komunikaci.

Omezení: Vysílač a přijímač musí být ve vzájemné viditelnosti.

Široce se používá v globálním přenosu informací pomocí satelitů a pozemních satelitních antén.

2.2.3 Infračervená komunikace

Pracuje na vysokých frekvencích, které se blíží frekvencím viditelného světla. Lze použít k vytvoření obousměrného nebo plošného přenosu dat na krátké vzdálenosti. K přenosu infračervených vln do přijímače se obvykle používají LED diody.

Tyto vlny mohou být fyzicky blokovány a dochází k interferenci s jasným světlem, takže přenos je omezen na krátké vzdálenosti.

2.3 Parametry kabelu

Při plánování sítě nebo rozšiřování stávající sítě je třeba jasně zvážit několik problémů s kabeláží: náklady, vzdálenost, rychlost dat, snadnost instalace, počet podporovaných uzlů.

Porovnání typů kabelů podle rychlosti přenosu dat, nákladů na kabel, složitosti instalace a maximální vzdálenosti přenosu dat je uvedeno v tabulce 2.1.

Počet uzlů na segment a uzlů v síti při budování sítí s různým využitím kabelů je uveden v tabulce 2.2.

Tabulka 2.1 – Srovnávací charakteristiky kabelů

Tabulka 2.2 – Počet uzlů v závislosti na typu sítě

3 VÝMĚNA DAT V SÍTI

3.1 Obecné pojmy. Protokol. Zásobník protokolů.

Hlavním cílem, který je sledován při připojování počítačů do sítě, je schopnost využívat zdroje každého počítače všemi uživateli sítě. Aby bylo možné tuto funkci realizovat, musí mít počítače připojené k síti nezbytné prostředky pro interakci s ostatními počítači v síti.

Úkol sdílení síťových zdrojů zahrnuje řešení mnoha problémů - výběr metody pro adresování počítačů a koordinaci elektrických signálů při navazování elektrické komunikace, zajištění spolehlivého přenosu dat a zpracování chybových zpráv, generování odeslaných a interpretovaných přijatých zpráv, jakož i mnoho dalších neméně důležitých úkolů .

Obvyklý přístup k řešení složitého problému je rozdělit jej na několik dílčích problémů. Pro řešení každého dílčího úkolu je přiřazen určitý modul. Zároveň jsou jasně definovány funkce každého modulu a pravidla pro jejich interakci.

Speciálním případem dekompozice úloh je víceúrovňová reprezentace, kdy je celá sada modulů, které řeší dílčí úlohy, rozdělena do hierarchicky uspořádaných skupin – úrovní. Pro každou úroveň je definována sada dotazovacích funkcí, pomocí kterých mohou moduly na dané úrovni přistupovat k modulům na vyšší úrovni pro řešení jejich problémů.

Tato sada funkcí vykonávaných danou vrstvou pro vyšší vrstvu, stejně jako formáty zpráv vyměňované mezi dvěma sousedními vrstvami během jejich interakce, se nazývá rozhraní.

Pravidla pro interakci mezi dvěma stroji lze popsat jako soubor procedur pro každou úroveň. Taková formalizovaná pravidla, která určují pořadí a formát zpráv vyměňovaných mezi síťovými komponentami ležícími na stejné úrovni, ale v různých uzlech, se nazývají protokoly.

Nazývá se dohodnutá sada protokolů na různých úrovních, která je dostatečná pro organizaci mezisíťového propojení zásobník protokolů.

Při organizaci interakce lze použít dva hlavní typy protokolů. V protokoly orientované na připojení(síťová služba orientovaná na spojení, CONS) před výměnou dat musí odesílatel a příjemce nejprve navázat logické spojení, tedy dohodnout se na parametrech postupu výměny, které budou platné pouze v rámci tohoto spojení. Po dokončení dialogu musí toto spojení ukončit. Po navázání nového spojení se znovu provede proces vyjednávání.

Druhá skupina protokolů je protokoly bez připojení(služba bezdrátové sítě, CLNS). Takové protokoly se také nazývají datagramové protokoly. Odesílatel jednoduše odešle zprávu, když je připravena.

3.2 ISO/OSI model

To, že protokol je dohodou mezi dvěma interagujícími entitami, v tomto případě dvěma počítači pracujícími v síti, ještě neznamená, že jde nutně o standard. Ale v praxi při implementaci sítí mají tendenci používat standardní protokoly. Mohou to být patentované, národní nebo mezinárodní normy.

Mezinárodní organizace pro standardy (ISO) vyvinula model, který jasně definuje různé úrovně interakce mezi systémy, dává jim standardní názvy a specifikuje, jakou práci by každá úroveň měla dělat. Tento model se nazývá interakční model otevřené systémy(Open System Interconnection, OSI) nebo ISO/OSI model.

V modelu OSI je komunikace rozdělena do sedmi vrstev neboli vrstev (obr. 1). Každá úroveň se zabývá jedním konkrétním aspektem interakce. Interakční problém je tedy rozložen na 7 konkrétních problémů, z nichž každý lze řešit nezávisle na ostatních. Každá vrstva udržuje rozhraní s vrstvami nad a pod.

Model OSI popisuje pouze systémovou komunikaci, nikoli aplikace pro koncové uživatele. Aplikace implementují své vlastní komunikační protokoly přístupem k zařízením systému. Je třeba mít na paměti, že aplikace může převzít funkce některých horních vrstev modelu OSI, v takovém případě, pokud je to nutné, přistupuje přímo k nástrojům systému, které provádějí funkce zbývajících nižších vrstev modelu OSI. OSI model.

Aplikace koncového uživatele může používat nástroje systémové interakce nejen k uspořádání dialogu s jinou aplikací běžící na jiném počítači, ale také jednoduše k přijímání služeb konkrétní síťové služby.

Řekněme tedy, že aplikace zadá požadavek na aplikační vrstvu, jako je například souborová služba. Na základě tohoto požadavku vygeneruje software na aplikační úrovni zprávu ve standardním formátu, která obsahuje servisní informace (záhlaví) a případně přenášená data. Tato zpráva je poté předána reprezentativní úrovni.

Prezentační vrstva přidá svou hlavičku ke zprávě a předá výsledek vrstvě relace, která zase přidá svou hlavičku a tak dále.

Nakonec se zpráva dostane do nejnižší, fyzické vrstvy, která ji skutečně přenáší po komunikačních linkách.

Když zpráva dorazí na jiný počítač po síti, posune se postupně z úrovně na úroveň. Každá úroveň analyzuje, zpracovává a maže hlavičku své úrovně, provádí odpovídající tuto úroveň funkci a předá zprávu vyšší úrovni.

Kromě termínu „zpráva“ existují další názvy používané síťovými specialisty k označení jednotky výměny dat. Normy ISO pro protokoly jakékoli úrovně používají termín „protokolová datová jednotka“ - Protocol Data Unit (PDU). Kromě toho se často používají názvy rám, paket a datagram.

3.3 Funkce vrstev modelu ISO/OSI

Fyzická úroveň. Tato vrstva se zabývá přenosem bitů přes fyzické kanály, jako je koaxiální kabel, kroucený dvoulinkový kabel nebo optický kabel. Tato úroveň souvisí s charakteristikami fyzických médií pro přenos dat, jako je šířka pásma, odolnost proti šumu, charakteristická impedance a další. Na stejné úrovni se zjišťují charakteristiky elektrických signálů, jako jsou požadavky na hrany impulzů, napěťové nebo proudové úrovně přenášeného signálu, typ kódování, rychlost přenosu signálu. Kromě toho jsou zde standardizovány typy konektorů a účel každého kontaktu.

Funkce fyzické vrstvy jsou implementovány ve všech zařízeních připojených k síti. Na straně počítače jsou funkce fyzické vrstvy prováděny síťovým adaptérem nebo sériovým portem.

Úroveň datového spojení. Jedním z úkolů spojové vrstvy je kontrola dostupnosti přenosového média. Dalším úkolem spojové vrstvy je implementace mechanismů detekce chyb a oprav. Za tímto účelem jsou bity ve vrstvě datového spojení seskupeny do sad nazývaných rámce. Linková vrstva zajišťuje, že každý rámec je přenášen správně, umístěním speciální sekvence bitů na začátek a konec každého rámce pro jeho označení, a také vypočítá kontrolní součet tak, že sečte všechny bajty rámce určitým způsobem a přidá kontrolní součet. do rámu. Když rámec dorazí, přijímač opět vypočítá kontrolní součet přijatých dat a porovná výsledek s kontrolním součtem z rámce. Pokud se shodují, je rámec považován za správný a přijatý. Pokud se kontrolní součty neshodují, je zaznamenána chyba.

Protokoly linkové vrstvy používané v lokálních sítích obsahují určitou strukturu spojení mezi počítači a způsoby jejich adresování. Přestože vrstva datového spojení zajišťuje doručování rámců mezi libovolnými dvěma uzly v místní síti, dělá to pouze v síti s velmi specifickou topologií připojení, přesně tou topologií, pro kterou byla navržena. Typické topologie podporované protokoly spojové vrstvy LAN zahrnují sdílenou sběrnici, kruh a hvězdu. Příklady protokolů spojové vrstvy jsou Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Síťová vrstva. Tato úroveň slouží k vytvoření jednotného transportního systému, který spojuje několik sítí s různými principy přenosu informací mezi koncovými uzly.

Zprávy síťové vrstvy se obvykle nazývají pakety. Při organizaci doručování paketů na úrovni sítě se používá pojem „číslo sítě“. V tomto případě se adresa příjemce skládá z čísla sítě a čísla počítače v této síti.

Abyste mohli přenést zprávu od odesílatele umístěného v jedné síti k příjemci nacházejícímu se v jiné síti, musíte provést několik tranzitních přenosů (přeskoků) mezi sítěmi, pokaždé, když zvolíte vhodnou trasu. Trasa je tedy posloupnost směrovačů, kterými paket prochází.

Problém výběru nejlepší cesty se nazývá routing a jeho řešení je hlavním úkolem síťové vrstvy. Tento problém je komplikován tím, že nejkratší cesta není vždy ta nejlepší. Často je kritériem pro výběr trasy čas přenosu dat po této trase, záleží na kapacitě komunikačních kanálů a intenzitě provozu, která se může v čase měnit.

Na úrovni sítě jsou definovány dva typy protokolů. První typ se týká definice pravidel pro přenos datových paketů koncového uzlu z uzlu do routeru a mezi routery. To jsou protokoly, které jsou obvykle míněny, když lidé mluví o protokolech síťové vrstvy. Síťová vrstva také zahrnuje další typ protokolu, nazývaný protokoly pro výměnu směrovacích informací. Pomocí těchto protokolů shromažďují směrovače informace o topologii síťových připojení. Protokoly síťové vrstvy jsou implementovány softwarovými moduly operačního systému a také softwarem a hardwarem routeru.

Příklady protokolů síťové vrstvy jsou protokol TCP/IP stack IP Internetwork Protocol a Novell IPX stack Internetwork Protocol.

Transportní vrstva. Na cestě od odesílatele k příjemci mohou být pakety poškozeny nebo ztraceny. Zatímco některé aplikace mají své vlastní zpracování chyb, jsou jiné, které se raději vypořádají se spolehlivým připojením hned. Úkolem transportní vrstvy je zajistit, aby aplikace nebo horní vrstvy zásobníku – aplikace a relace – přenášely data se stupněm spolehlivosti, který vyžadují. Model OSI definuje pět tříd služeb poskytovaných transportní vrstvou.

Zpravidla jsou implementovány všechny protokoly, počínaje transportní vrstvou a výše software koncové uzly sítě - komponenty jejich síťových operačních systémů. Příklady přenosových protokolů zahrnují protokoly TCP a UDP zásobníku TCP/IP a protokol SPX zásobníku Novell.

Úroveň relace. Vrstva relace poskytuje správu konverzace pro zaznamenání toho, která strana je aktuálně aktivní, a také poskytuje možnosti synchronizace. Ty umožňují vkládat kontrolní body do dlouhých přenosů, takže se v případě selhání můžete vrátit k poslednímu kontrolnímu bodu, místo abyste začínali znovu. V praxi používá vrstvu relace jen málo aplikací a málokdy je implementována.

Prezentační úroveň. Tato vrstva poskytuje jistotu, že informace přenášené aplikační vrstvou budou pochopeny aplikační vrstvou v jiném systému. V případě potřeby prezentační vrstva převede datové formáty do nějakého běžného prezentačního formátu a na recepci podle toho provede zpětnou konverzi. Aplikační vrstvy tak mohou překonat například syntaktické rozdíly v reprezentaci dat. Na této úrovni lze provádět šifrování a dešifrování dat, díky čemuž je zajištěna tajnost výměny dat pro všechny aplikační služby najednou. Příkladem protokolu, který funguje na prezentační vrstvě, je protokol Secure Socket Layer (SSL), který poskytuje zabezpečené zasílání zpráv pro protokoly aplikační vrstvy zásobníku TCP/IP.

Aplikační vrstva. Aplikační vrstva je ve skutečnosti jen sada různých protokolů, které umožňují uživatelům sítě přístup ke sdíleným zdrojům, jako jsou soubory, tiskárny nebo hypertextové webové stránky, a spolupráci, například prostřednictvím e-mailového protokolu. Jednotka dat, se kterou aplikační vrstva pracuje, se obvykle nazývá zpráva.

Existuje velmi široká škála protokolů aplikační vrstvy. Uveďme jako příklady alespoň několik nejběžnějších implementací souborových služeb: NCP v operačním systému Novell NetWare, SMB v Microsoft Windows NT, NFS, FTP a TFTP, které jsou součástí TCP/IP stacku.

3.4 Protokoly interakce aplikací a protokoly transportního subsystému

Funkce na všech vrstvách OSI modelu lze rozdělit do jedné ze dvou skupin: buď funkce závislé na konkrétní technické implementaci sítě, nebo funkce orientované na práci s aplikacemi.

Tři nižší úrovně – fyzická, kanálová a síťová – jsou závislé na síti, to znamená, že protokoly těchto úrovní úzce souvisí s technickou implementací sítě a použitým komunikačním vybavením.

Tři nejvyšší vrstvy – relace, prezentace a aplikace – jsou orientovány na aplikace a jsou na nich jen málo závislé technické vlastnosti budování sítě. Protokoly v těchto vrstvách nejsou ovlivněny žádnými změnami v topologii sítě, výměnou hardwaru nebo migrací na jinou síťovou technologii.

Transportní vrstva je mezivrstva, skrývá všechny detaily fungování spodních vrstev před vrstvami horními. To vám umožňuje vyvíjet aplikace, které jsou nezávislé na technických prostředcích přímo zapojených do přenosu zpráv.

Obrázek 2 ukazuje vrstvy modelu OSI, na kterých pracují různé síťové prvky.

Počítač s nainstalovaným síťovým OS komunikuje s jiným počítačem pomocí protokolů všech sedmi úrovní. Počítače provádějí tuto interakci prostřednictvím různých komunikačních zařízení: rozbočovače, modemy, mosty, přepínače, směrovače, multiplexery. V závislosti na typu může komunikační zařízení fungovat pouze na fyzické úrovni(repeater), buď na fyzickém a spojovém (bridge a switch), nebo na fyzickém, spoji a síti, někdy také zachycující transportní vrstvu (router).

3.5 Funkční soulad typů komunikačních zařízení s úrovněmi modelu OSI

Nejlepší způsob Klíčem k pochopení rozdílů mezi síťovými adaptéry, opakovači, mosty/přepínači a směrovači je podívat se na to, jak fungují z hlediska modelu OSI. Vztah mezi funkcemi těchto zařízení a vrstvami modelu OSI je znázorněn na obrázku 3.

Na fyzické úrovni funguje opakovač, který regeneruje signály, a tím umožňuje prodloužit délku sítě.

Síťový adaptér pracuje na fyzické a datové vrstvě. Fyzická vrstva zahrnuje tu část funkcí síťového adaptéru, která je spojena s příjmem a přenosem signálů po komunikační lince a získání přístupu ke sdílenému přenosovému médiu a rozpoznání MAC adresy počítače je již funkcí odkazová vrstva.

Mosty dělají většinu své práce na vrstvě datového spojení. Síť pro ně představuje sada MAC adres zařízení. Extrahují tyto adresy z hlaviček přidaných k paketům na vrstvě datového spojení a používají je během zpracování paketů k rozhodnutí, na který port odeslat konkrétní paket. Mosty nemají přístup k informacím o síťové adrese vyšší úrovně. Proto jsou omezeni při rozhodování o možných cestách nebo trasách pro pakety, které mohou procházet sítí.

Směrovače pracují na síťové vrstvě modelu OSI. U směrovačů je síť sada síťových adres zařízení a sada síťových cest. Routery vše analyzují možné způsoby mezi libovolnými dvěma uzly sítě a vyberte ten nejkratší. Při výběru mohou být zohledněny i další faktory, například stav mezilehlých uzlů a komunikačních linek, kapacita linky nebo náklady na přenos dat.

Aby router mohl provádět funkce, které mu byly přiděleny, musí mít přístup k podrobnějším informacím o síti, než jaké má k dispozici most. Kromě síťové adresy obsahuje hlavička paketu síťové vrstvy například údaje o kritériích, která by měla být použita při výběru trasy, o době životnosti paketu v síti a o tom, do kterého protokolu vyšší úrovně paket patří. na.

Díky použití dodatečné informace router může provádět více paketových operací než most/přepínač. Proto je software potřebný pro provoz routeru složitější.

Obrázek 3 ukazuje jiný typ komunikačního zařízení - bránu, která může fungovat na jakékoli úrovni modelu OSI. Brána je zařízení, které provádí překlad protokolu. Brána je umístěna mezi komunikujícími sítěmi a slouží jako prostředník, který překládá zprávy přicházející z jedné sítě do formátu jiné sítě. Bránu lze implementovat buď čistě softwarově nainstalovaným na běžném počítači, nebo na bázi specializovaného počítače. Překlad jednoho zásobníku protokolů do jiného je složitý intelektuální úkol, který vyžaduje maximum kompletní informace o síti, takže brána používá hlavičky všech vysílacích protokolů.

3.6 Specifikace IEEE 802

Přibližně ve stejné době, kdy byl představen model OSI, byla zveřejněna specifikace IEEE 802, která efektivně rozšiřuje síťový model OSI. K tomuto rozšíření dochází na datovém spoji a fyzických vrstvách, které určují, jak může více než jeden počítač přistupovat k síti bez konfliktu s ostatními počítači v síti.

Tento standard podrobně popisuje tyto vrstvy rozdělením vrstvy datového spojení na 2 podvrstvy:

– Logical Link Control (LLC) – podúroveň řízení logické linky. Spravuje spojení mezi datovými kanály a definuje použití bodů logického rozhraní, nazývaných přístupové body služeb, které mohou ostatní počítače používat k předávání informací vyšším vrstvám modelu OSI;

– Media Access Control (MAC) – podvrstva řízení přístupu k zařízení. Poskytuje paralelní přístup pro několik síťových adaptérů na fyzické úrovni, má přímou interakci se síťovou kartou počítače a je zodpovědný za zajištění bezchybného přenosu dat mezi počítači v síti.

3.7 Podle zásobníku protokolů

Sada protokolů (neboli zásobník protokolů) je kombinací protokolů, které spolupracují při poskytování síťové komunikace. Tyto sady protokolů jsou obvykle rozděleny do tří skupin, které odpovídají modelu sítě OSI:

– síť;

– doprava;

– aplikováno.

Síťové protokoly poskytují následující služby:

– adresování a směrování informací;

– kontrola chyb;

– žádost o opakovaný přenos;

– stanovení pravidel interakce ve specifickém síťovém prostředí.

Populární síťové protokoly:

– DDP (Delivery Datagram Protocol). Protokol přenosu dat Apple používaný v AppleTalk.

– IP (Internet Protocol). Součást sady protokolů TCP/IP, která poskytuje informace o adresování a směrování.

– IPX (Internetwork Packet eXchange) a NWLink. Síťový protokol Novell NetWare (a implementace tohoto protokolu společností Microsoft) používaný pro směrování a předávání paketů.

– NetBEUI. Tento protokol vyvinutý společně IBM a Microsoftem poskytuje transportní služby pro NetBIOS.

Transportní protokoly jsou zodpovědné za zajištění spolehlivého přenosu dat mezi počítači.

Populární transportní protokoly:

– ATP (AppleTalk Transaction Protocol) a NBP (Name Binding Protocol). Relace AppleTalk a přenosové protokoly.

– NetBIOS/NetBEUI. První naváže spojení mezi počítači a druhý poskytuje služby přenosu dat pro toto spojení.

– SPX (Sequenced Packet exchange) a NWLink. Protokol Novell orientovaný na připojení používaný k poskytování dat (a implementace tohoto protokolu společností Microsoft).

– TCP (Transmission Control Protocol). Část sady protokolů TCP/IP zodpovědná za spolehlivé doručování dat.

Aplikační protokoly odpovědné za interakci aplikací.

Populární aplikační protokoly:

– AFP (AppleTalk File Protocol). Protokol vzdálené správy souborů Macintosh.

– FTP (File Transfer Protocol). Další člen sady protokolů TCP/IP, který se používá k poskytování služeb přenosu souborů.

– NCP (NetWare Core Protocol – NetWare Basic Protocol). Klientské prostředí Novell a přesměrovače.

– SMTP (Simple Mail Transport Protocol). Člen sady protokolů TCP/IP zodpovědný za přenos elektronické pošty.

– SNMP (Simple Network Management Protocol). TCP/IP protokol používaný ke správě a monitorování síťových zařízení.

4 SÍŤOVÉ VYBAVENÍ A TOPOLOGIE

4.1 Síťové komponenty

Existuje mnoho síťových zařízení, která lze použít k vytvoření, segmentaci a vylepšení sítě.

4.1.1 Síťové karty

Síťový adaptér(karta síťového rozhraní, NIC) - Tento periferní zařízení Počítač, který přímo spolupracuje s médiem pro přenos dat, které jej přímo nebo prostřednictvím jiného komunikačního zařízení spojuje s jinými počítači. Toto zařízení řeší problém spolehlivé výměny binárních dat, reprezentovaných odpovídajícími elektromagnetickými signály, po externích komunikačních linkách. Jako každý počítačový řadič funguje síťový adaptér pod kontrolou ovladače operačního systému.

Většina moderních standardů pro lokální sítě předpokládá, že mezi síťové adaptéry interagujících počítačů je instalováno speciální komunikační zařízení (hub, bridge, switch nebo router), které přebírá některé funkce pro řízení toku dat.

Síťový adaptér obvykle provádí následující funkce:

– Formátování přenášených informací ve formě rámce určitého formátu. Rámec obsahuje několik polí služeb, včetně adresy cílového počítače a kontrolního součtu rámců.

– Získání přístupu k médiu pro přenos dat. Lokální sítě využívají především komunikační kanály sdílené mezi skupinou počítačů (společná sběrnice, kruh), k nimž je přístup zajištěn pomocí speciálního algoritmu (nejčastěji se používá metoda náhodného přístupu nebo metoda předávání přístupového tokenu po kruhu) .

– Kódování sekvence bitů rámce pomocí sekvence elektrických signálů při přenosu dat a dekódování při jejich příjmu. Kódování musí zajistit přenos původní informace po komunikačních linkách s určitou šířkou pásma a určitou mírou rušení tak, aby přijímací strana mohla s vysokou mírou pravděpodobnosti rozpoznat odesílané informace.

– Převod informací z paralelní do sériové formy a naopak. Tato operace je způsobena skutečností, že v počítačových sítích jsou informace přenášeny v sériové podobě, bit po bitu, a nikoli byte po byte, jako uvnitř počítače.

– Synchronizace bitů, bajtů a rámců. Pro stabilní příjem přenášených informací je nutné udržovat stálou synchronizaci přijímače a vysílače informací.

Síťové adaptéry se liší typem a kapacitou vnitřní datové sběrnice použité v počítači - ISA, EISA, PCI, MCA.

Síťové adaptéry se také liší typem síťové technologie používané v síti - Ethernet, Token Ring, FDDI atd. Obvykle, konkrétní model Síťový adaptér pracuje na specifické síťové technologii (například Ethernet).

Vzhledem k tomu, že každá technologie má nyní schopnost používat různá přenosová média, může síťový adaptér podporovat jedno i několik médií současně. V případě, kdy síťový adaptér podporuje pouze jedno médium pro přenos dat, ale je nutné použít jiné, se používají transceivery a konvertory.

Vysílač(transceiver, vysílač+přijímač) je součástí síťového adaptéru, jeho koncového zařízení, které se připojuje ke kabelu. V ethernetových variantách se ukázalo jako výhodné vyrábět síťové adaptéry s AUI portem, ke kterému lze připojit transceiver pro požadované prostředí.

Místo výběru vhodného transceiveru můžete použít konvertor, který může odpovídat výstupu transceiveru určeného pro jedno médium druhému (například výstup kroucené dvoulinky je převeden na výstup koaxiálního kabelu).

4.1.2 Opakovače a zesilovače

Jak již bylo zmíněno dříve, signál při pohybu po síti slábne. Aby se tomuto útlumu zabránilo, lze použít opakovače a/nebo zesilovače k ​​zesílení signálu, který jimi prochází.

Opakovače se používají v digitálních signálových sítích pro boj s útlumem signálu (útlumem). Když opakovač přijme zeslabený signál, signál vyčistí, zesílí a odešle do dalšího segmentu.

Zesilovače, i když mají podobný účel, se používají ke zvýšení dosahu přenosu v sítích využívajících analogový signál. Toto se nazývá širokopásmový přenos. Nosič je rozdělen do několika kanálů, takže lze paralelně přenášet různé frekvence.

Síťová architektura obvykle určuje maximální počet opakovačů, které lze nainstalovat do jedné sítě. Důvodem je jev známý jako zpoždění šíření. Doba potřebná pro každý opakovač k vyčištění a zesílení signálu, vynásobená počtem opakovačů, může mít za následek znatelné zpoždění v přenosu dat po síti.

4.1.3 Náboje

Hub (HUB) je síťové zařízení, které funguje na fyzické vrstvě modelu sítě OSI a slouží jako centrální bod připojení a spojení v konfiguraci hvězdné sítě.

Existují tři hlavní typy hubů:

– pasivní (pasivní);

– aktivní (aktivní);

– intelektuální (inteligentní).

Pasivní rozbočovače nevyžadují žádné napájení a fungují jako fyzický spojovací bod, aniž by něco přidávaly k procházejícímu signálu).

Aktivní vyžadují energii, která se využívá k obnově a posílení signálu.

Inteligentní rozbočovače mohou poskytovat služby, jako je přepínání paketů a směrování provozu.

4.1.4 Mosty

Most je zařízení používané k propojení segmentů sítě. Mosty lze považovat za vylepšení opakovačů, protože snižují zatížení sítě: mosty čtou adresu síťová karta(MAC adresa) přijímajícího počítače z každého příchozího datového paketu a podívejte se do speciálních tabulek, abyste zjistili, co s paketem dělat.

Most pracuje na vrstvě datového spojení modelu sítě OSI.

Most funguje jako opakovač, přijímá data z libovolného segmentu, ale je náročnější než opakovač. Pokud je příjemce na stejném fyzickém segmentu jako most, pak most ví, že paket již není potřeba. Pokud je příjemce na jiném segmentu, most ví, že má paket přeposlat.

Toto zpracování snižuje zatížení sítě, protože segment nebude přijímat zprávy, které do něj nepatří.

Mosty mohou propojovat segmenty, které používají různé typy médií (10BaseT, 10Base2), stejně jako s různými schématy přístupu k médiím (Ethernet, Token Ring).

4.1.5 Směrovače

Směrovač je síťové komunikační zařízení, které funguje na síťové vrstvě modelu sítě a může propojit dva nebo více segmentů sítě (nebo podsítí).

Funguje jako most, ale k filtrování provozu nepoužívá adresu síťové karty počítače, ale spíše informace o síťové adrese přenášené v části síťové vrstvy paketu.

Po obdržení této informace směrovač pomocí směrovací tabulky určí, kam má paket směrovat.

Existují dva typy směrovacích zařízení: statické a dynamické. První používají statickou směrovací tabulku, kterou musí vytvořit a aktualizovat správce sítě. Ti druzí si sami vytvářejí a aktualizují své tabulky.

Směrovače mohou snížit přetížení sítě, zvýšit propustnost a zlepšit spolehlivost doručování dat.

Router může být buď speciální elektronické zařízení a specializovaný počítač připojený k několika segmentům sítě pomocí několika síťových karet.

Může propojit několik malých podsítí pomocí různé protokoly, pokud použité protokoly podporují směrování. Směrované protokoly mají schopnost přesměrovat datové pakety do jiných segmentů sítě (TCP/IP, IPX/SPX). Nesměrovatelný protokol – NetBEUI. Nemůže fungovat mimo vlastní podsíť.

4.1.6 Brány

Brána je způsob komunikace mezi dvěma nebo více segmenty sítě. Umožňuje různým systémům komunikovat v síti (Intel a Macintosh).

Další funkcí bran je převod protokolu. Brána může přijímat IPX/SPX směrované na klienta TCP/IP na vzdáleném segmentu. Brána převede zdrojový protokol na požadovaný cílový protokol.

Brána funguje na transportní vrstvě síťového modelu.

4.2 Typy topologie sítí

Topologie sítě odkazuje na popis jejího fyzického umístění, to znamená, jak jsou počítače vzájemně propojeny v síti a prostřednictvím kterých zařízení jsou zahrnuty do fyzické topologie.

Existují čtyři hlavní topologie:

– Autobus (autobus);

- Cink Cink);

– Hvězda (hvězda);

– Síť (buňka).

Fyzická sběrnicová topologie, nazývaná také lineární sběrnice, se skládá z jediného kabelu, ke kterému jsou připojeny všechny počítače v segmentu (obr. 4.1).

Zprávy jsou po lince odesílány všem připojeným stanicím bez ohledu na to, kdo je příjemce. Každý počítač zkoumá každý paket na drátě, aby určil příjemce paketu. Pokud je paket určen pro jinou stanici, počítač jej odmítne. Pokud je paket určen pro daný počítač, pak jej přijme a zpracuje.

Obrázek 4.1 – Topologie sběrnice

Kabel hlavní sběrnice, známý jako páteř, má na obou koncích zakončení (terminátory), aby se zabránilo odrazům signálu. Sítě s topologií sběrnic obvykle používají dva typy médií: tlustý a tenký Ethernet.

nedostatky:

– je obtížné izolovat problémy se stanicí nebo jinou součástí sítě;

– poruchy v páteřním kabelu mohou vést k výpadku celé sítě.

4.2.2 Zazvonit

Kruhová topologie se používá především v sítích Token Ring a FDDI (optické vlákno).

Ve fyzické kruhové topologii tvoří datové linky ve skutečnosti logický kruh, ke kterému jsou připojeny všechny počítače v síti (obrázek 4.2).

Obrázek 4.2 – Kruhová topologie

Přístup k médiím v ringu se uskutečňuje prostřednictvím tokenů, které jsou zasílány v kruhu od stanice ke stanici, což jim dává možnost v případě potřeby přeposlat paket. Počítač může odesílat data pouze v případě, že vlastní token.

Vzhledem k tomu, že každý počítač v této topologii je součástí kruhu, má schopnost předávat jakékoli přijaté datové pakety, které jsou adresovány jiné stanici.

nedostatky:

– problémy na jedné stanici mohou vést k výpadku celé sítě;

– při rekonfiguraci jakékoli části sítě je nutné dočasně odpojit celou síť.

4.2.3 Hvězdička

V topologii Star jsou všechny počítače v síti vzájemně propojeny pomocí centrálního rozbočovače (obr. 4.3).

Všechna data, která stanice odešle, jsou odesílána přímo do hubu, který paket předá dál směrem k příjemci.

V této topologii může posílat data současně pouze jeden počítač. Pokud se dva nebo více počítačů pokusí odeslat data současně, všechny selžou a budou nuceny náhodně čekat na opakování.

Tyto sítě se škálují lépe než jiné sítě. Problémy na jedné stanici nezpůsobí výpadek celé sítě. Centrální rozbočovač usnadňuje přidání nového počítače.

nedostatky:

– vyžaduje více kabelů než jiné topologie;

– porucha hubu deaktivuje celý segment sítě.

Obrázek 4.3 – Topologie hvězdy

Topologie Mesh (buňka) spojuje všechny počítače v párech (obr. 4.4).

Obrázek 4.4 – Topologie buňky

Významně se používají mesh sítě velké množství kabel než jiné topologie. Instalace těchto sítí je mnohem obtížnější. Tyto sítě jsou však odolné proti poruchám (schopné fungovat i v případě poškození).

4.2.5 Smíšené topologie

V praxi existuje mnoho kombinací hlavních síťových topologií. Podívejme se na ty hlavní.

Hvězdný autobus

Smíšená topologie Star Bus (hvězda na sběrnici) kombinuje topologie Bus a Star (obr. 4.5).

Topologie Star Ring je také známá jako Star-wired Ring, protože samotný rozbočovač je navržen jako prstenec.

Tato síť je identická s hvězdicovou topologií, ale rozbočovač je ve skutečnosti propojen jako logický kruh.

Stejně jako fyzický kruh posílá tato síť tokeny, které určují pořadí, ve kterém počítače přenášejí data.

Obrázek 4.5 – Topologie hvězda na sběrnici

Hybridní síťovina

Protože implementace topologie skutečné mesh na velkých sítích může být nákladná, může síť s hybridní mesh topologií poskytnout některé z významných výhod skutečné mesh sítě.

Používá se hlavně pro připojení serverů ukládajících kritická data (obr. 4.6).

Obrázek 4.6 – Topologie „Hybridní buňky“.

5 GLOBÁLNÍ INTERNET

5.1 Teoretické základy internetu

Rané experimenty s přenosem a přijímáním informací pomocí počítačů začaly v 50. letech a byly laboratorního charakteru. Teprve koncem 60. let byla vytvořena z prostředků Agentury pro pokročilý rozvoj Ministerstva obrany USA národní síť. Dostala jméno ARPANET. Tato síť propojovala několik významných vědeckých, výzkumných a vzdělávacích center. Jeho hlavním úkolem bylo koordinovat skupiny týmů pracujících na společných vědeckotechnických projektech a jeho hlavním účelem byla výměna souborů s vědeckou a projektovou dokumentací prostřednictvím elektronické pošty.

ARPANET byl spuštěn v roce 1969. Těch několik uzlů, které byly v té době v něm obsaženy, bylo propojeno vyhrazenými linkami. Příjem a přenos informací zajišťovaly programy běžící na hostitelských počítačích. Síť se postupně rozšiřovala připojováním nových uzlů a počátkem 80. let byly na základě největších uzlů vytvořeny vlastní regionální sítě, které obnovily obecnou architekturu ARPANET na nižší úrovni (v regionálním nebo místním měřítku).

Opravdu zrodu internetu Obecně se má za to, že se píše rok 1983. V tomto roce došlo k revolučním změnám v počítačovém komunikačním softwaru. Narozeniny internetu v moderním slova smyslu byly datem standardizace komunikačního protokolu TCP/IP, který je základem World Wide Web dodnes.

TCP/IP není jeden síťový protokol, ale několik protokolů ležících na různých úrovních modelu sítě OSI (jedná se o tzv. zásobník protokolů). Z nich je TCP protokol transportní vrstvy. Řídí způsob přenosu informací. protokol IP adresy. Patří do síťové vrstvy a určuje, kde dochází k přenosu.

Poznámky k lekci

v oboru "Počítačové sítě a telekomunikace"

Téma lekce:„Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery"

Skupina: D3T1

Účel lekce: upevnit, zobecnit a systematizovat znalosti a dovednosti studentů na téma „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery“, využívající nestandardní a kreativní úlohy.

Cíle lekce: vzdělávací:

Studijní metody vyhledávání informací na internetu;

Neustálý rozvoj dovedností v používání internetových služeb;

Posílení mezioborových vazeb (rozvoj matematických obzorů studentů, zvýšení jejich připravenosti pro následné vnímání nápadů pro organizaci práce v počítačových sítích);

podněcování zájmu o studované téma řešením nestandardních problémů;

Zjistit kvalitu a úroveň zvládnutí znalostí a dovedností na téma „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery";

rozvíjející se :

rozvoj kognitivního zájmu, logického myšlení a pozornosti žáků;

rozvoj individuálních praktických dovedností a schopnosti týmové práce;

rozvoj komunikační kompetence u studentů, dovedností hodnotit výsledky provedených akcí a aplikovat získané znalosti při řešení problémů;

vzdělávací :

zvýšení motivace studentů používáním nestandardních úloh;

formování kreativního přístupu k řešení problémů, přehlednost a organizace, schopnost hodnotit vlastní činnost a činnost svých kamarádů;

podpora ducha zdravé soutěže a přátelského přístupu k sobě navzájem;

kultivace smyslu pro kolektivismus, schopnost pracovat ve skupině, respekt k názorům druhých, hodný přijímat kritiku adresovanou sobě;

vytvářet podmínky pro skutečné sebevědomí žáků;

rozvoj dovedností sebeorganizace a iniciativy;

kultivovat smysl pro účel a vytrvalost k dosažení cílů.

Typ lekce: kombinovaná lekce (multimediální přednáška s prvky praktická práce).

Typ lekce: získávání a formování znalostí, dovedností, systematizace a upevňování probrané látky.

Mezioborové vazby: " Počítačová věda", "Informační technologie", "Aplikovaná elektronika", "Diskrétní matematika".

Formy a metody výuky: verbální, vizuální, praktický, interaktivní; samostatná práce studentů, řešení problémů; skupinová práce (týmová práce), kreativní řešení problémů.

Místo lekce v pracovním programu: lekce se koná po prostudování teoretický materiál na téma „Základní služby telekomunikačních technologií“.

Požadavky na znalosti studenta:

Studenti musí mít nápad:

O internetových službách

Studenti musí ušlechtilý b:

- základní logické funkce, metody specifikace logických funkcí s pravdivostní tabulkou;

Základní internetové služby;

Základní principy fungování velkých sítí;

mechanismy fungování telekomunikačních sítí.

Studenti musíbýt schopný :

používat standardní komunikační balíčky k organizaci síťové interakce,

Použití odesílatelů pro práci s internetovým e-mailem a internetovými prohlížeči pro vyhledávání informací.

Celkový čas třídy: 90 minut.

Vybavení lekce: Prezentační program Microsoft PowerPoint, počítače s program Microsoft PowerPoint počítačová prezentace „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery“, multimediální projektor, plátno, reproduktory, didaktické materiály, kontrolní listy.

Téma: „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery“ s sebou nese velkou kognitivní zátěž. Výukové metody práce v počítačových sítích se neobejdou bez rozvíjení logického myšlení žáků a schopnosti pracovat s pojmy a symboly matematické logiky.

Během lekce by měly být zodpovězeny následující otázky:

způsoby vyhledávání informací na internetu;

Internetové vyhledávací servery;

skládání dotazů pro vyhledávače pomocí logických výrazů;

Doporučení na lekci:

Frontální otázka je položena formou ústních odpovědí na základě materiálů z předchozí lekce na otázky, které jsou demonstrovány na prezentačních snímcích.

Během lekce si studenti při vysvětlování látky dělají poznámky do poznámek a uvádějí vlastní příklady.

Teoretická část lekce je založena na diapozitivě.

Praktická část hodiny je postavena na základě samostatné práce a plnění praktických úkolů zadaných vyučujícím.

Plán lekce

Organizační moment – ​​1 min.

Úvodní slovo – 2 min.

Teoretická část: multimediální přednáška „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery“ – 30 min.

Studentské prezentace na témata: vyhledávač Yandex, Rambler, Google – 15 min

Workshop řešení problémů: práce studentů pod vedením učitele na internetu – 35 min.

Odraz – 3 min.

Závěr – 2 min.

Domácí úkol – 2 min.

Během vyučování

Organizace času. Pozdrav studentů, rozhovor se služebním důstojníkem . Známkování žáků nepřítomných ve výuce.

Úvodní slovo. Stanovení cílů lekce a motivace . Dnes máme lekci na téma „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery“ využívající nestandardní a kreativní úkoly.

(Zobrazí se snímek 1. Název). Seznámíme se s jedním tématem z části „Internetové informační zdroje a protokoly na aplikační úrovni“, zopakujeme, zobecníme a začleníme nastudovanou látku na dané téma. Vaším úkolem je prokázat teoretické znalosti základních pojmů a metod využívání internetových zdrojů. Dnes ve třídě budete muset také zhodnotit své znalosti, jak jsou úplné a dostatečné. Připravte se na studium dalších témat. Nyní vidíte plán, podle kterého musíme dnes pracovat. (Demonstrováno snímek 2)

Teoretická část: multimediální přednáška " Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery»

Interaktivní přednáška (projektor + plátno) v dialogu se studenty pomocí elektronické prezentace.

Při organizaci hodiny byla použita skupinová forma organizace samostatné práce studentů: studenti jsou rozděleni do skupin. Každá skupina je zodpovědná za konkrétní vyhledávač. První skupinou je vyhledávač Yandex, druhou skupinou je vyhledávač Rambler, třetí skupinou je vyhledávač Google.

obecná informace

Podle analytické služby Netcraft bylo k říjnu 2013 na internetu registrováno více než 360 milionů stránek a každý měsíc se na internetu objevilo více než 2 miliony stránek. (Demonstrováno snímek 3)

Jaké jsou známky spolehlivosti webu?

3. Zdroje informací.

4. Přesnost v poskytování informací (gramotnost).

5. Účel vytvoření webu.

6. Relevance dat (aktualizace).

Pokud je odpověď na všech šest otázek ano, budeme o tomto webu uvažovat "naprosto spolehlivý."

Je-li odpověď na poslední dva nejednoznačně kladná, bude "celkem spolehlivý web."

Pokud nejsou pozorovány všechny tři první příznaky, ale je detekován první nebo druhý, pak zavoláme místo "vyvolávání podezření."

Při absenci hlavních (prvních tří) znaků to bude "nedůvěryhodný" zdroj. (Demonstrováno snímek 4)

Pokud vezmeme v úvahu diagram informačních toků na internetu, vidíme, že všechny služby a zdroje sítě spadají pod kontrolu vyhledávačů. (Demonstrováno snímek 5).

Paradoxem internetu je, že čím více užitečných informací se hromadí, tím obtížnější je najít cokoli, co potřebujete. (Demonstrováno snímek 6).

K vyhledání potřebných informací se používají různé vyhledávače:

1.Vyhledávače. Tyto vyhledávací nástroje reagují na požadavek pomocí

seznam stránek, které splňují zadaná kritéria. Například:

Yandex ( http://www.yandex.ru);

2. Katalogy, ve kterém jsou stránky organizovány podle kategorií speciálně vyvinutého stromu rubrikátoru. Například: Yahoo (http:// www. yahoo. com);

3. Tematické kolekce odkazů. Někdy obsahují rubrikátor a lze je považovat za zvláštní případ katalogu omezeného na určité téma. Například: , webové stránky alledu.ru;

4. Portály. Někdy obsahují rubrikátor a lze je považovat za zvláštní případ katalogu omezeného na určité téma. Například , http:// www.5 ballov. ru

5. Vyhledávací mechanismy působící uvnitř Web -stránka.

(Demonstrováno snímek 7)

Otázka: Uveďte názvy ruskojazyčných portálů, které poskytují vyhledávací nástroje? (Nejpopulárnější: Yandex, Rambler, Google)

Otázka: Jaké jsou vlastnosti vyhledávačů?

Jmenoval jste hlavní charakteristiky vyhledávačů. Odpovědi na konkrétní otázky si každý připravil doma pomocí vlastního vyhledávače.

II. První prezentace na vyhledávači Yandex. (mluví studenti první skupiny)

III. Druhá prezentace na vyhledávači Rambler.(mluví studenti druhé skupiny)

IV. Třetí prezentace na vyhledávači Google. (mluví studenti třetí skupiny)

(Demonstrováno snímky 8,9,10)

. Zobecnění. Každá skupina vyplnila tabulku na vyhledávači (charakteristiky vyhledávačů a také tabulku jazyka dotazu). Můžeme dojít k závěru: každý vyhledávací uzel se liší od ostatních a za účelem extrahování užitečné informace z internetu, musíte vědět, kde a jak hledat.

Pokračování přednášky:

Jak formulovat požadavek na vyhledání potřebných informací?

1. Bez ohledu na formu, ve které jste slovo použili v dotazu, vyhledávání zohledňuje všechny jeho formy podle pravidel ruského jazyka.

Například,
pokud je zadán dotaz „jít“, pak výsledek vyhledávání najde odkazy na dokumenty obsahující slova „jít“, „jít“, „jít“, „šel“ atd.

2. Pokud jste do dotazu zadali slovo s velkým písmenem, budou nalezena pouze slova s ​​velkým písmenem, jinak budou nalezena slova s ​​velkým i malým písmenem.

Například,
dotaz 'swifts' najde jak ptáky, tak skupinu letů. Dotaz 'Swifts' - skupina letů a případy, kdy je pták zmíněn, když je napsán s velkým písmenem.

3. Přestože výchozí vyhledávání bere v úvahu všechny tvary daného slova, je možné vyhledávat podle přesné podoby slova. V tomto případě žádosti předchází Vykřičník "!".

Například,
žádost! vysoká škola najde odkazy obsahující slovo vysoké školy

(Demonstrováno snímek 11)

Pokud chcete, aby byla slova z dotazu nalezena, vložte před každé z nich „+“. Pokud chcete z výsledku vyhledávání vyloučit nějaká slova, vložte před každé z nich znak „-“.

Pozornost! Znaménko "-" je znaménko mínus. Musí se psát oddělené mezerou od předchozího a společně s následujícím slovem.

Například, ‘ trysková tiskárna ".
Pokud napíšete ‚trysková tiskárna "nebo"trysková tiskárna “, znak „-“ bude ignorován.

Například, žádost"soukromé inzeráty na prodej počítačů ", vrátí mnoho odkazů na stránky s různými soukromými reklamami. A požadavek "soukromé inzeráty na prodej + počítače “ zobrazí inzeráty na prodej počítačů.

Pokud potřebujete popis Krymu, a ne nabídky mnoha cestovních kanceláří, má smysl se na takovou žádost zeptat “průvodce po Krymu - agentura - zájezd " (Demonstrováno snímek 12).

Několik slov napsaných v dotazu, oddělených mezerami, znamená, že všechna musí být zahrnuta v jedné větě hledaného dokumentu. Použití znaku "&" bude mít stejný účinek.

Například,
když se zeptal"laserová tiskárna" nebo "laserová tiskárna" , nebo "+laser +tiskárna" Výsledkem hledání bude seznam dokumentů, které ve stejné větě obsahují slovo „laser“ i slovo „tiskárna“.

Znak tildy "~" vám umožňuje najít dokumenty s větami, které neobsahují slovo, kterému předchází znaménko tilda.

Například,
na požádání 'sport ~ fotbal "budou nalezeny všechny dokumenty obsahující slovo 'sport', vedle kterých (ve větě) není slovo 'fotbal'." (Demonstrováno snímek 13)

Jednotlivé znaky & a ~ prohledávají v jedné větě, zatímco dvojité vyhledávání && a ~~ v dokumentu.

Například,
NA ZNAMENÍ "recepty && tavený & sýr " budou nalezeny dokumenty, které obsahují jak slovo "recepty", tak slova "tavený" a „sýr“ a „zpracovaný“ a „sýr“ by měly být ve stejné větě.

Mezi slova můžete umístit znak „|“, abyste našli dokumenty, které obsahují kterékoli ze zadaných slov. (Pohodlné při hledání synonym).

Například,
Žádost jako "fotografie | fotografie | fotografie | snímek | fotografický obraz “ určuje vyhledávání dokumentů obsahujících alespoň jedno z uvedených slov.

(Demonstrováno snímek 14)

Místo jednoho slova v dotazu můžete nahradit celý výraz. Chcete-li to provést, musí být uveden v závorkách.

Například,
žádost "(Visual C manuál) “ vrátí všechny dokumenty se slovy „Příručka Visual C“.

(Demonstrováno snímek 15)

Workshop řešení problémů: práce studentů pod vedením učitele na internetu

Psaní dotazů pro vyhledávače pomocí logických výrazů.

Příklady úloh a řešení

Příklad 1

Tabulka zobrazuje dotazy na vyhledávací server. Uspořádejte čísla dotazů ve vzestupném pořadí podle počtu stránek, které vyhledávač najde pro každý dotaz. K označení logické operace "OR" v dotazu se používá symbol|, a pro logickou operaci „AND“ – &.

1) prodej tiskáren a skenerů

2) tiskárny a skenery

3) tiskárny | skenery

4) tiskárny | skenery | Prodej

Řešení (pomocí diagramů):

všechny odpovědi zapíšeme přes logické operace

,
,
,

Ukažme si oblasti definované těmito výrazy na tříoblastním diagramu

Porovnáním diagramů najdeme posloupnost oblastí v rostoucím pořadí: (1,2,3,4) a každá následující oblast v této řadě pokrývá celou předchozí (jak je navrženo v úloze, je to důležité!)

správná odpověď je tedy 1234.

Příklad 2

Žádost	Počet stran (tisíce)
dorty a pečivo
dort

Kolik stránek (v tisících) budou nalezeny na vyžádání

dort | pekařství

Řešení (řešení soustavy rovnic):

tento úkol je zjednodušenou verzí předchozího, protože jsou zde použity pouze dvě oblasti (místo tří): „dort“ (označujeme ho P) a „pečení“ (B)

Nakreslete tyto oblasti ve formě diagramu (eulerovské kruhy); když se protnuly, vznikly tři podoblasti označené čísly 1, 2 a 3;

počet míst vyhovujících požadavku v dané oblasti i, budeme označovat N i

Sestavujeme rovnice, které určují dotazy uvedené v podmínce:

dorty a pečivoN 2 = 3200

dortN 1 + N 2 = 8700

pekařstvíN 2 + N 3 = 7500

nahrazením hodnoty N 2 od první rovnice k ostatním, dostaneme

N 1 = 8700 - N 2 = 8700 – 3200 = 5500

N 3 = 7500 - N 2 = 7500 – 3200 = 4300

počet míst na vyžádání dort | pekařství rovná se

N 1 + N 2 + N 3 = 5500 + 3200 + 4300 = 13000

takže odpověď je 13 000.

Příklad 3

Tabulka zobrazuje dotazy a počet stránek, které vyhledávač pro tyto dotazy našel v určitém segmentu internetu:

Žádost	Počet stran (tisíce)
Dynamo a Rubin
Spartak a Rubin
(Dynamo | Spartak) & Rubin

Kolik stránek (v tisících) budou nalezeny na vyžádání

Rubin & Dynamo & Spartak

R řešení (eulerovské kruhy):

V tomto problému jsou data neúplná, protože nám neumožňují určit velikosti všech oblastí; k zodpovězení položené otázky však stačí

označme oblasti, které odpovídají každému požadavku

Žádost	Regiony	Počet stran (tisíce)
Dynamo a Rubin
Spartak a Rubin
(Dynamo | Spartak) & Rubin
Rubín& Dynamo & Spartak

1. Z tabulky vyplývá, že celkový výsledek prvních dvou dotazů zahrnuje oblast 2 dvakrát (1 + 2 + 2 + 3), proto porovnáním tohoto výsledku s třetím dotazem (1 + 2 + 3) okamžitě zjistíme výsledek ze čtvrtého:

N2 = (320 + 280) – 430 = 170

takže odpověď je 170.

(Demonstrováno snímky 16-22).

Samostatná skupinová práce studentů pomocí karet

Při organizaci lekce byla použita skupinová forma organizace samostatné práce studentů: studenti, rozdělení do tří skupin, řeší obdržené logické úlohy na informační žádosti.

Po vyřešení problému a obdržení požadované odpovědi si studenti sednou ke svým počítačům a ptají se svých vyhledávacích programů na stejné otázky,

Každá skupina je zodpovědná za konkrétní vyhledávač. První skupinou je vyhledávač Yandex, druhou skupinou je vyhledávač Rambler, třetí skupinou je vyhledávač Google.

Vyhledávače poskytují informace o počtu nalezených stránek, které uspokojují dotazy. Porovnejte získané výsledky s vypočtenými daty a analyzujte práci vyhledávač.

(Demonstrováno snímek 23)

Zobecnění.(Demonstrováno snímek 24)

Výsledky práce tří skupin pracujících s různými vyhledávači jsou analyzovány diskusí. Je uvedeno hodnocení práce každé skupiny a každého vyhledávacího programu.

1. Zapište si, jak nejlépe tyto informace najít (volba vyhledávače, typ dotazu).

2. Využijte možnosti několika vyhledávačů a určete nejúčinnější vyhledávače.

3. Analyzujte získané výsledky z hlediska efektivity vyhledávačů a efektivity dotazů pomocí logických výrazů. Výsledky práce uveďte v tabulce:

	Typ požadavku
		Úroveň relevance	Úroveň relevance	Úroveň relevance

Vysvětlení: Relevantnost(lat. relevo - výtah, usnadnění) při vyhledávání informací - sémantická korespondence mezi vyhledávacím dotazem a vyhledávacím obrazem dokumentu, tzn. sémantická korespondence mezi žádostí o informace a přijatou zprávou. Podle stupně relevantnost SERP hodnotí efektivitu vyhledávače.

Odraz (Demonstrováno snímek 25)

Otázky k zamyšlení:

jaké jsou vaše výsledky?

Které úkoly se vám líbily nejvíce?

Jaké úkoly způsobily potíže, jak jste je zvládali?

Na čem je ještě potřeba zapracovat?

Jste připraveni na test?

Určete procento své připravenosti na test.

Svou prací ve třídě I:

• ne zcela spokojen;

  Nejsem šťastný, protože...

Závěr. (Demonstrováno snímek 26)

Asistenti pedagoga v každé skupině oznamují počet bodů, které každý tým a každý student během úkolů získal.

Celkové body tvoří prezentace, odpovědi na otázky, aktivní účast na výpočtech a experimentech s organizováním dotazů a analýza výsledků získaných ve skupinách. Za každý prvek participace je studentovi přidělen 1 bod. Maximální počet bodů je 10.

Všechny získané body za samostatnou práci každého studenta se sčítají a na základě nich je hodnocena jeho práce ve třídě.

Vyučující má právo přičíst 2 body těm studentům, kteří se aktivně účastnili obecných diskusí a analýzy celkových výsledků.

Maximální počet bodů tak může dosáhnout 12.

Školní známka "5" se nastavuje, pokud během lekce student získá celkem 11-12 bodů;

školní známka "4" - 9-10 bodů;

školní známka "3" - 6-8 bodů;

školní známka „2“ – méně než 6 bodů.

Na globální počítačovou síť Internet jsme se mohli podívat z různých úhlů. Byly identifikovány jeho pozitivní i negativní vlastnosti a schopnosti jeho zdrojů. Shrneme-li vše výše uvedené, můžeme konstatovat, že internet je velmi důležitým zdrojem informací, který je bezesporu potřeba využívat, ale neměli bychom zapomínat ani na problémy, které s sebou počítačová síť přináší.

Dnes jste pracovali dobře, zvládli jste úkol, který vám byl přidělen, a také prokázali dobré znalosti na téma „Metody vyhledávání informací na internetu. Internetové vyhledávací servery." Za svou práci v hodině dostáváte následující známky (u každého studenta jsou oznámeny známky za práci v hodině).

Díky všem za Dobrá práce. Výborně!

Zadání domácího úkolu (Demonstrováno snímek 27)

1. Zopakujte si pravidla pro transformaci logických výrazů a zákony algebry logiky – Kapitola 2, § 2.1.- 5.6; s. 36-76, V. Lysáková, E. Rakitina. Logika v informatice. Moskva. Laboratoř základní znalosti, 2002

2. Opakujte metody pro skládání dotazů pro vyhledávače pomocí logických výrazů -

2. Použití logické výrazy, zadejte dotaz pro vyhledávač a určete počet nalezených stránek

- v tabulce jsou uvedeny dotazy;

Určete počet stránek, které vyhledávač našel pro tyto dotazy v určitém segmentu internetu

Žádost	Počet stran (tisíce)
křižník| bitevní loď
křižník
bitevní loď

Analyzujte získané výsledky

Literatura:(Demonstrováno snímek 28)

Olifer V.G., Olifer N.A. Počítačové sítě. Principy, technologie, protokoly: Učebnice pro vysoké školy. 3. vyd. - SPb.: PETER, 2006. - 958 s.: ill. (elektronická učebnice)

Základy počítačových sítí: Učebnice. – M.: BINOM. Laboratoř znalostí, 2006. – 167 s.: ill.

Metodická příručka „Metody vyhledávání informací na internetu“, Žigulevsk, GBOU SPO ZhGK, 2013-16

V. Lysáková, E. Rakitina. Logika v informatice. Moskva. Laboratoř základních znalostí, 2002

Počítačové telekomunikace se používají v různých sférách života moderní společnosti: podnikání, finance, bankovnictví a média.

Telekomunikace- v širokém slova smyslu se jedná o prostředky dálkového přenosu informací, jako je rozhlas, televize, telefon, telegraf, dálnopis, dálnopis, telefax, ale i relativně nedávno vzniklé počítačové telekomunikace.

Počítačové telekomunikace nebo telekomunikace v užším slova smyslu jsou prostředky vzdáleného přenosu informací mezi počítači pomocí různých komunikačních kanálů.

Počítačové telekomunikace jsou založeny na třech hlavních prvcích: počítači, modemu a telefonní síti.

Je nemožné přenášet data přímo z jednoho počítače do druhého prostřednictvím telefonních linek, protože počítač používá digitální signály a telefonní linky používají analogové. Konverze digitální signály analogově se nazývá modulace a opačný proces se nazývá demodulace. Let takovou proměnu modem.

Modemy jsou k dispozici ve dvou typech: vestavěné v počítači a externí. Nejznámější společnosti vyrábějící vysoce kvalitní modemy: Hayes Microcomputer Products, US Robotics, Multech, Paradyne.

Vlastnosti modemu:

1. Přenosová rychlost odráží počet přenesených bitů za sekundu. Nejběžnější rychlosti modemu jsou 1200, 2400 a 9600 bps.Maximální rychlost je přibližně 3800 bps. Je zřejmé, že čím vyšší rychlost, tím větší množství informací za jednotku času lze přenést. Na druhou stranu ne všechny vysokorychlostní modemy u nás snesou zastaralou telefonní výbavu. A kromě toho, čím vyšší je rychlost přenosu dat, tím větší je pravděpodobnost chyb v datech. Proto musí modem podporovat standardní protokol opravy chyb MNP. V současnosti existuje 10 protokolových tříd. Počínaje třídou 5 protokol umožňuje nejen opravu chyb, ale také kompresi dat. Protokoly MNP jsou zabudovány do modemu a spouštějí se automaticky.

2. Modem musí být kompatibilní s Hayes, tzn. provádět specifickou standardní sadu příkazů vyvinutou společností Hayes Microcomputer Products. Většina příkazů pro takové modemy začíná písmeny AT.

Modemy pracují v režimu plně duplexního nebo poloduplexního přenosu dat. V duplexním režimu jsou data přenášena přes modem v obou směrech. V poloduplexním režimu jsou data přenášena v jednom směru najednou. Toto schéma je vhodné, když je potřeba jednosměrný přenos dat (faxy, přenosy souborů), ale není vhodné pro interaktivní přístup (např. v BBS).

Kromě svého hlavního účelu plní modem mnoho dalších funkcí. Dokáže například automaticky vytočit účastníka, přijmout telefonní hovor nebo hlásit aktuální stav telefonní linky. Modem provádí všechny tyto funkce pod kontrolou počítače.

Při kombinaci několika komunikačních systémů a telekomunikační počítačové sítě. Většina počítačů v síti plní funkce účastnických bodů.

Předplatitelský bod- jedná se o pracoviště uživatele, který se s počítačem, periferním zařízením, modemem, telefonem může připojit k jakékoli síti a přijímat nebo přenášet informace.

Aby počítačové systémy tvořily jeden celek a informace se po síti přenášely nepřetržitě, existují v síti počítačové komunikační uzly, tzv. hostitelské počítače(Host) Hostitelské počítače s modemy jsou neustále připojeny k telefonní síti a všichni účastníci prostřednictvím nich komunikují.

Většina z stávající sítě- Jedná se o malé počítačové sítě, které mají pouze jeden hostitelský počítač.

Dalším typem sítí jsou rozsáhlé sítě, které spojují velké uzlové počítače. Přenos dat mezi takovými počítači se provádí prostřednictvím satelitů nebo vyhrazených kanálů. Nejznámější celosvětová internetová síť. Vnitrostátní sítě - Relcom, Glasnet, Rico.

Registrovanému uživateli jsou po připojení k síti poskytovány různé služby, z nichž hlavní jsou:

počítačové mezilidské telekomunikace (zasílání zpráv, elektronické zpravodajství, telekonference atd.);

přístup ke vzdáleným databázím.

Nazývá se celý soubor počítačových komunikačních systémů a informačních toků různé povahy, které cirkulují v globálních sítích kyberprostor.

Vytvořeno na obrazovce počítače pomocí počítačové technologie snímky reálné předměty a procesy různé povahy - lidé, hudební nástroje, nástroje, stroje, umělecká díla atd. volal virtuální realita Nejedná se samozřejmě o „fotografie“ předmětů (ani pohybujících se jako ve filmu), se kterými nemáte kontakt, ale o zcela hmatatelné předměty. Můžete s nimi pracovat, jako by to byla skutečná věc (například ladění a hraní na klavír), a provádět výzkum a testování.

Kyberprostor a virtuální realita, které postupně vstupují do našich životů, nás tedy seznamují s informačními zdroji celého lidstva, rozšiřují naše obzory a mění samotný způsob života.