Danes omrežja in omrežne tehnologije povezujejo ljudi na vseh koncih sveta in jim omogočajo dostop do največjega razkošja na svetu – človeške komunikacije. Ljudje lahko brez motenj komunicirajo in se igrajo s prijatelji v drugih delih sveta.

Dogodki, ki se odvijajo, v nekaj sekundah postanejo znani v vseh državah sveta. Vsak se lahko poveže na internet in objavi svoj podatek.

Omrežne informacijske tehnologije: korenine njihovega izvora

Človeška civilizacija je v drugi polovici prejšnjega stoletja izoblikovala svoji najpomembnejši znanstveno-tehnični veji - računalniško in približno četrt stoletja sta se obe veji razvijali neodvisno, v njunem okviru pa so nastajale računalniška oziroma telekomunikacijska omrežja. Vendar pa je v zadnji četrtini dvajsetega stoletja kot rezultat evolucije in prepletanja teh dveh vej človeškega znanja nastalo tisto, čemur pravimo izraz »omrežna tehnologija«, ki je pododdelek več splošni koncept"Informacijska tehnologija".

Zaradi njihovega pojava je v svetu prišlo do nove tehnološke revolucije. Tako kot je bilo nekaj desetletij prej kopno pokrito z mrežo hitrih cest, so se ob koncu prejšnjega stoletja vse države, mesta in vasi, podjetja in organizacije ter posamezni domovi znašli povezani z »informacijskimi avtocestami«. Hkrati so vsi postali elementi različnih omrežij za prenos podatkov med računalniki, v katerih so implementirane določene tehnologije prenosa informacij.

Omrežna tehnologija: koncept in vsebina

Omrežna tehnologija je zadosten niz pravil za predstavitev in prenos informacij, ki se izvajajo v obliki tako imenovanih "standardnih protokolov", kot tudi strojne in programsko opremo, vključno z omrežni adapterji z gonilniki, kabli in optičnimi vodi, razni konektorji (konektorji).

»Zadostnost« tega nabora orodij pomeni njegovo minimizacijo ob ohranjanju možnosti izgradnje učinkovitega omrežja. Imeti mora potencial za izboljšave, na primer z ustvarjanjem podomrežij v njem, ki zahtevajo uporabo protokolov različnih ravni, pa tudi posebnih komunikatorjev, običajno imenovanih "usmerjevalniki". Po izboljšavi postane omrežje bolj zanesljivo in hitrejše, vendar za ceno dodajanja dodatkov k glavni omrežni tehnologiji, ki je njegova osnova.

Izraz "omrežna tehnologija" se najpogosteje uporablja v ožjem pomenu, kot je opisano zgoraj, vendar se pogosto razlaga široko kot kateri koli nabor orodij in pravil za gradnjo omrežij določene vrste, na primer "tehnologija lokalnega računalniškega omrežja".

Prototip mrežne tehnologije

Prvi prototip računalniško omrežje, vendar še ne samo omrežje, je postalo v 60.–80. večterminalni sistemi prejšnjega stoletja. Terminali, ki predstavljajo sklop monitorja in tipkovnice, ki se nahajajo na velikih razdaljah od velikih računalnikov in se z njimi povezujejo prek telefonskih modemov ali namenskih kanalov, so zapustili prostore računalniškega informacijskega centra in bili razpršeni po zgradbi.

Hkrati so poleg operaterja samega računalnika na računalniško-informacijskem centru lahko vsi uporabniki terminalov vnašali svoje naloge s tipkovnice in spremljali njihovo izvajanje na monitorju ter izvajali nekatere operacije upravljanja nalog. Takšne sisteme, ki izvajajo algoritme za časovno delitev in paketno obdelavo, so imenovali sistemi za oddaljeni vpis opravil.

Globalna omrežja

Po večterminalnih sistemih v poznih 60-ih. XX stoletje Nastala je prva vrsta omrežij - globalna računalniška omrežja (GCN). Preko telefonskih omrežij in modemov so povezali superračunalnike, ki so obstajali v posameznih kopijah in hranili edinstvene podatke in programsko opremo, z velikimi računalniki, ki so bili oddaljeni tudi več tisoč kilometrov. Ta omrežna tehnologija je bila predhodno preizkušena v sistemih z več terminali.

Prvi GCS leta 1969 je bil ARPANET, ki je deloval v Ministrstvu za obrambo ZDA in je združeval različne vrste računalnikov z različnimi operacijskimi sistemi. Opremljeni so bili z dodatnimi moduli za implementacijo komunikacijskih sistemov, ki so skupni vsem računalnikom v omrežju. Na njem so se razvili temelji omrežnih tehnologij, ki se uporabljajo še danes.

Prvi primer konvergence računalniških in telekomunikacijskih omrežij

GKS je podedoval komunikacijske linije od starejših in več globalna omrežja— telefonske linije, saj je bila postavitev novih medkrajevnih vodov zelo draga. Zato so vrsto let za prenos uporabljali analogne telefonske kanale ta trenutekčas samo za en pogovor. Digitalni podatki so se preko njih prenašali z zelo nizko hitrostjo (desetine kbit/s), zmogljivosti pa so bile omejene na prenos podatkovnih datotek in elektronske pošte.

Vendar ob podedovanju telefonske linije komunikacije, GKS ni prevzel njihove osnovne tehnologije, ki temelji na principu preklopa tokokrogov, ko je bil vsakemu paru naročnikov dodeljen kanal s konstantno hitrostjo za celotno trajanje komunikacijske seje. GCS je uporabil nove tehnologije računalniških omrežij, ki temeljijo na principu paketnega preklapljanja, pri katerem se podatki v obliki majhnih delov paketov s konstantno hitrostjo izdajo v nepreklopljeno omrežje in jih prejmejo njihovi prejemniki v omrežju z uporabo zgrajenih naslovnih kod. v glave paketov.

Predhodniki lokalnih omrežij

Pojav v poznih 70-ih. XX stoletje LSI je vodil do ustvarjanja poceni in bogatih miniračunalnikov funkcionalnost. Začeli so resnično tekmovati z velikimi računalniki.

Miniračunalniki družine PDP-11 so pridobili široko popularnost. Začeli so jih nameščati v vse, tudi zelo majhne proizvodne enote za vodenje tehničnih procesov in posameznih tehnoloških inštalacij, pa tudi v vodstvene oddelke podjetja za opravljanje pisarniških nalog.

Pojavil se je koncept porazdeljenosti po celotnem podjetju računalniški viri, čeprav so vsi miniračunalniki še vedno delovali avtonomno.

Nastanek omrežij LAN

Do sredine 80-ih. XX stoletje uvedene so bile tehnologije za združevanje miniračunalnikov v omrežja, ki temeljijo na preklapljanju podatkovnih paketov, kot v GCS.

Izgradnjo enotnega omrežja podjetja, imenovanega lokalno (LAN) omrežje, so spremenili v skoraj trivialno nalogo. Če ga želite ustvariti, morate samo kupiti omrežne adapterje za izbrano tehnologijo LAN, na primer Ethernet, standardni kabelski sistem, namestiti konektorje (konektorje) na njegove kable in s temi kabli povezati adapterje z miniračunalnikom in med seboj. Nato je bil na računalniški strežnik nameščen eden izmed operacijskih sistemov, namenjenih organizaciji LAN omrežja. Po tem je začel delovati in kasnejša povezava vsakega novega miniračunalnika ni povzročala težav.

Neizogibnost interneta

Če je pojav mini računalnikov omogočil enakomerno porazdelitev računalniških virov po ozemljih podjetij, potem je pojav v zgodnjih 90. PC je privedel do njihovega postopnega pojavljanja, najprej na vsakem delovnem mestu vsakega umskega delavca, nato pa v posameznih človeških bivališčih.

Relativna poceni in visoka zanesljivost osebnih računalnikov sta najprej močno spodbudila razvoj omrežij LAN, nato pa privedla do nastanka globalnega računalniškega omrežja - interneta, ki danes pokriva vse države sveta.

Velikost interneta se vsak mesec poveča za 7-10%. Predstavlja jedro, ki povezuje različne lokalne in globalne mreže podjetij in ustanov po vsem svetu med seboj.

Če so se na prvi stopnji podatkovne datoteke in elektronska sporočila večinoma prenašali prek interneta, danes omogoča predvsem oddaljeni dostop do razpršenih informacijskih virov in elektronskih arhivov, do komercialnih in nekomercialnih informacijskih storitev v mnogih državah. Njegovi prosto dostopni arhivi vsebujejo informacije s skoraj vseh področij znanja in človekove dejavnosti – od novih trendov v znanosti do vremenskih napovedi.

Osnovne omrežne tehnologije omrežij LAN

Med njimi so osnovne tehnologije, na katerih je mogoče zgraditi osnovo katerega koli posebnega omrežja. Primeri vključujejo tako dobro znane tehnologije LAN, kot so Ethernet (1980), Token Ring (1985) in FDDI (pozne 80. leta).

Konec 90. let. Tehnologija Ethernet je postala vodilna v tehnologiji omrežij LAN, saj združuje svojo klasično različico s hitrostjo do 10 Mbit/s ter Fast Ethernet (do 100 Mbit/s) in Gigabit Ethernet (do 1000 Mbit/s). Vse tehnologije Ethernet imajo podobne principe delovanja, ki poenostavljajo njihovo vzdrževanje in integracijo omrežij LAN, zgrajenih na njihovi osnovi.

V istem obdobju so se omrežne funkcije, ki izvajajo zgornje omrežne funkcije, začele vgrajevati v jedra skoraj vseh računalniških operacijskih sistemov. Informacijska tehnologija. Pojavili so se celo specializirani komunikacijski operacijski sistemi, kot je IOS podjetja Cisco Systems.

Kako so se razvile tehnologije GCS

Tehnologije GKS na analognih telefonskih kanalih so se zaradi visoke stopnje popačenja v njih odlikovale s kompleksnimi algoritmi za spremljanje in obnovitev podatkov. Primer teh je tehnologija X.25, razvita v zgodnjih 70. letih. XX stoletje Sodobnejše omrežne tehnologije so Frame Relay, ISDN, ATM.

ISDN je akronim, ki pomeni " digitalno omrežje z integracijo storitev«, omogoča videokonference na daljavo. Oddaljen dostop je zagotovljeno z vgradnjo ISDN adapterjev v osebne računalnike, ki delujejo večkrat hitreje kot katerikoli modem. Obstaja tudi posebna programska oprema, ki priljubljenim operacijskim sistemom in brskalnikom omogoča delo z ISDN. Toda visoki stroški opreme in potreba po polaganju posebnih komunikacijskih linij ovirajo razvoj te tehnologije.

Tehnologije WAN so napredovale skupaj s telefonskimi omrežji. Po pojavu digitalne telefonije se je razvila posebna tehnologija Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), ki podpira hitrosti do 140 Mbit/s in jo uporabljajo podjetja za ustvarjanje lastnih omrežij.

Nova tehnologija sinhrone digitalne hierarhije (SDH) v poznih 80. letih. XX stoletje razširil zmogljivost digitalnih telefonskih kanalov do 10 Gbit/s, tehnologijo DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) pa do več sto Gbit/s in celo do več Tbit/s.

Internetne tehnologije

Omrežni temeljijo na uporabi hiperbesedilnega jezika (ali jezika HTML) – posebnega označevalnega jezika, ki je urejen nabor atributov (oznak), ki jih razvijalci spletnih strani vnaprej implementirajo v vsako svojo stran. Seveda v tem primeru ne govorimo o besedilnih ali grafičnih dokumentih (fotografijah, slikah), ki jih je uporabnik že »naložil« iz interneta, so v pomnilniku njegovega osebnega računalnika in jih gleda skozi besedilo ali slike. Govorimo o tako imenovanih spletnih straneh, ki jih pregledujemo preko programov -brskalnikov.

Razvijalci internetnih strani jih ustvarijo v jeziku HTML (zdaj je bilo ustvarjenih veliko orodij in tehnologij za to delo, skupaj imenovanih »postavitev spletne strani«) v obliki nabora spletnih strani, lastniki mest pa jih postavijo na internetne strežnike v najem. od lastnikov njihovih pomnilniških strežnikov (tako imenovano “gostovanje”). Na internetu delujejo 24 ur na dan in izpolnjujejo zahteve svojih uporabnikov za ogled spletnih strani, ki so na njih naložene.

Brskalniki na osebnih računalnikih uporabnikov, ki so prek strežnika svojega internetnega ponudnika prejeli dostop do določenega strežnika, katerega naslov je vsebovan v imenu zahtevane internetne strani, dobijo dostop do te strani. Nadalje, z analizo oznak HTML vsake strani, ki si jo ogledate, brskalniki oblikujejo njeno sliko na zaslonu monitorja tako, kot je predvidel razvijalec spletnega mesta - z vsemi naslovi, barvami pisave in ozadja, različnimi vstavki v obliki fotografij, diagrami, slike itd.

Računalniško omrežje je zveza več računalnikov za skupno reševanje informacijskih in računalniških problemov.

Ključni koncept omrežnih tehnologij je omrežni vir, ki ga lahko razumemo kot strojno opremo in komponente programske opreme, ki sodelujejo v procesu deljenja - v procesu mrežne interakcije. Dostop do omrežnih virov omogočajo omrežne storitve (omrežne storitve)

Osnovni koncepti omrežnih tehnologij vključujejo koncepte, kot so strežnik, odjemalec, komunikacijski kanal, protokol in številne druge. Vendar pa sta koncept omrežnega vira in omrežne storitve (storitev) temeljnega pomena, saj je treba organizirati delo, ki temelji na souporabi računalniških virov, in s tem ustvarjanje omrežnih virov in ustreznih omrežne storitve, je glavni vzrok za nastanek samih računalniških omrežij.

Označite pet vrst omrežnih storitev: datoteka, tisk, sporočila, baze podatkov aplikacij.

Datotečna storitev — izvaja centralizirano shranjevanje in skupno rabo datotek. To je ena najpomembnejših omrežnih storitev, zahteva prisotnost nekaterih omrežno shranjevanje datotek (datotečni strežnik lokalnega omrežja, ftp strežnik ipd.), pa tudi uporabo različnih varnostnih mehanizmov (nadzor dostopa, nadzor različic datoteke, varnostno kopiranje informacij).

Storitev tiskanja — ponuja možnosti za centralizirano uporabo tiskalnikov in drugih tiskalnih naprav. Ta storitev sprejema tiskalna opravila, upravlja čakalno vrsto opravil in organizira interakcijo uporabnika z omrežnimi tiskalniki. Tehnologija mrežnega tiskanja je zelo priročna v najrazličnejših računalniških omrežjih, saj omogoča zmanjšanje števila potrebnih tiskalnikov, kar na koncu omogoča zmanjšanje stroškov ali uporabo boljše opreme.

Storitev sporočanja — omogoča organiziranje izmenjave informacij med uporabniki računalniškega omrežja. Sporočila v tem primeru je treba obravnavati kot tekstovna sporočila (E-naslov, sporočila iz omrežnih takojšnjih sporočil) in predstavnostna sporočila različne sisteme glasovno in video komunikacijo.

Storitev baze podatkov — je namenjen organizaciji centraliziranega shranjevanja, obdelave iskanja in zagotavljanju zaščite podatkov različnih informacijskih sistemov. Za razliko od enostavno shranjevanje in izmenjavo datotek, storitev baze podatkov zagotavlja in upravljanje, ki vključuje ustvarjanje, spreminjanje, brisanje podatkov, zagotavljanje njihove celovitosti in zaščite.

Storitev aplikacij — zagotavlja način delovanja, pri katerem se aplikacija na uporabnikovem računalniku ne zažene iz lokalnega vira, temveč iz računalniškega omrežja. Take aplikacije lahko uporabljajo vire strežnika za shranjevanje podatkov in računanje. Prednost uporabe omrežnih aplikacij je možnost, da jih uporabljate od koder koli, kjer ste povezani v računalniško omrežje, ne da bi morali aplikacijo namestiti na lokalni računalnik, možnost sodelovanja več uporabnikov, »transparentna« posodobitev programsko opremo, možnost uporabe komercialne programske opreme na podlagi naročnine.

Aplikacijske storitve so najnovejša in najhitreje rastoča vrsta omrežnih storitev. Dober primer tukaj lahko služijo pisarniške omrežne aplikacije Googlove spletne storitve Vozite in Microsoft Office 365.

Zgodovina nastanka računalniških omrežij je neposredno povezana z razvojem računalniške tehnologije. Prvi zmogljivi računalniki (tako imenovani glavni računalniki) so zasedali sobe in celotne zgradbe. Postopek priprave in obdelave podatkov je bil zelo zapleten in dolgotrajen. Uporabniki so pripravili luknjače s podatki in programskimi ukazi ter jih posredovali v računalniški center. Operaterji so te kartice vnesli v računalnik, uporabniki pa so natisnjene rezultate običajno prejeli šele naslednji dan. Ta metoda omrežne interakcije je predvidevala popolnoma centralizirano obdelavo in shranjevanje.

Glavni računalnik- visoko zmogljiv računalnik za splošne namene z veliko količino RAM-a in zunanjega pomnilnika, zasnovan za opravljanje intenzivnega računalniškega dela. Običajno veliko uporabnikov dela z glavnim računalnikom, od katerih ima vsak samo terminal brez lastne računalniške moči.

Terminal(iz latinščine terminalis - povezano s koncem)

Računalniški terminal- vhodno/izhodna naprava, delovno mesto na večuporabniških računalnikih, monitor s tipkovnico. Primeri terminalskih naprav: konzola, terminalski strežnik, tanki odjemalec, terminalski emulator, telnet.

Gostitelj(iz angleškega gostitelja - gostitelja, ki sprejema goste) - katera koli naprava, ki zagotavlja storitve v formatu "odjemalec-strežnik" v strežniškem načinu prek katerega koli vmesnika in je enolično definirana na teh vmesnikih. V bolj specifičnem primeru lahko gostitelja razumemo kot vsak računalnik, strežnik, povezan v lokalno ali globalno omrežje.

Računalniško omrežje (računalniško omrežje, podatkovno omrežje) - komunikacijski sistem za računalnike in/ali računalniško opremo (strežniki, usmerjevalniki in druga oprema). Za prenos informacij se lahko uporabljajo različni fizikalni pojavi, običajno različne vrste električnih signalov ali elektromagnetnega sevanja.

Za uporabnike bi bil bolj priročen in učinkovit interaktivni način delovanja, pri katerem bi lahko s terminala hitro upravljali obdelavo svojih podatkov. Toda interesi uporabnikov so bili v zgodnjih fazah razvoja računalniških sistemov v veliki meri zanemarjeni, saj paketni način- to je najučinkovitejši način uporabe računalniška moč, saj omogoča izvajanje več uporabniških nalog na časovno enoto kot kateri koli drug način. Na srečo evolucijskih procesov ni mogoče ustaviti in v 60. letih so se začeli razvijati prvi interaktivni večterminalni sistemi. Vsak uporabnik je dobil na razpolago terminal, s pomočjo katerega je lahko vodil dialog z računalnikom. In čeprav je bila računalniška moč centralizirana, so postale funkcije vnosa in izhoda podatkov porazdeljene. Ta model interakcije se pogosto imenuje "terminalni-gostitelj" . Osrednji računalnik mora imeti operacijski sistem, ki podpira to interakcijo, ki se imenuje centralizirano računalništvo. Poleg tega se lahko terminali nahajajo ne samo na ozemlju računalniškega centra, ampak tudi razpršeni po velikem ozemlju podjetja. Pravzaprav je bil to prototip prvega lokalna omrežja (LAN). Čeprav tak stroj v celoti zagotavlja shranjevanje podatkov in računalniške zmogljivosti, povezovanje oddaljenih terminalov z njim ni omrežna interakcija, saj terminali, ki so pravzaprav periferne naprave, zagotavljajo le preoblikovanje oblike informacij, ne pa tudi njihove obdelave.

Slika 1. Sistem z več terminali

Lokalno omrežje (LAN), (lokalno omrežje, žargonsko lokalno območje; angleško Local AreaNetwork, LAN ) - računalniško omrežje, ki običajno pokriva relativno majhno območje ali majhno skupino zgradb (dom, pisarna, podjetje, zavod)

Računalnik (angleški računalnik - "kalkulator"),računalnik (elektronski računalnik)- računalnik za prenos, shranjevanje in obdelavo informacij.

Izraz "računalnik" in kratica "EVM" (elektronski računalnik), sprejeta v ZSSR, sta sinonima. Vendar pa po videzu osebni računalniki, Izraz "računalnik" je bil tako rekoč izrinjen iz vsakdanje rabe.

Osebni računalnik, PC (angleški osebni računalnik,PC ), osebni računalnik računalnik za osebno rabo, katerega cena, velikost in zmogljivosti zadovoljujejo potrebe velikega števila ljudi. Računalnik, ustvarjen kot računalniški stroj, pa se vse bolj uporablja kot orodje za dostop do računalniških omrežij. .

Leta 1969 je ameriško ministrstvo za obrambo odločilo, da Amerika v primeru vojne potrebuje zanesljiv sistem za prenos informacij. Agencija za napredne raziskovalne projekte (ARPA) je predlagala razvoj računalniškega omrežja v ta namen. Razvoj takšnega omrežja so zaupali kalifornijski univerzi v Los Angelesu, raziskovalnemu centru Stanford, univerzi Utah in kalifornijski univerzi Santa Barbara. Prvi preizkus tehnologije se je zgodil 29. oktobra 1969. Mrežo sta sestavljala dva terminala, od katerih je bil prvi na Univerzi v Kaliforniji, drugi pa 600 km stran na Univerzi Stanford.

Računalniško omrežje se je imenovalo ARPANET, v okviru projekta je omrežje združevalo štiri določene znanstvene ustanove, vse delo pa je financiralo Ministrstvo za obrambo ZDA. Nato je omrežje ARPANET začelo aktivno rasti in se razvijati, začeli so ga uporabljati znanstveniki z različnih področij znanosti.

V zgodnjih 70. letih prejšnjega stoletja je prišlo do tehnološkega preboja v proizvodnji računalniških komponent - pojavila so se velika integrirana vezja (LSI). Njihova razmeroma nizka cena in visoka funkcionalnost sta privedla do ustvarjanja mini- računalnik (elektronski računalniki), ki so postali pravi konkurenti velikim računalnikom. Mini računalnik ali mini računalniki (ne zamenjevati s sodobnimi mini računalniki), opravljal naloge upravljanja tehnološke opreme, skladišč in druge naloge na nivoju oddelka podjetja. Tako se je pojavil koncept distribucije računalniških virov po celotnem podjetju. Vendar so vsi računalniki ene organizacije še naprej delovali avtonomno.

Slika 2. Avtonomna uporaba več mini računalnikov v enem podjetju

V tem obdobju, ko so uporabniki dobili dostop do polnopravnih računalnikov, je dozorela rešitev združevanja posameznih računalnikov za izmenjavo podatkov z drugimi bližnjimi računalniki. V vsakem posameznem primeru je bil ta problem rešen na svoj način. Posledično so se pojavila prva lokalna računalniška omrežja.

Ker je ustvarjalni proces potekal spontano in ni bilo enotne rešitve za povezavo dveh ali več računalnikov, ni bilo govora o nobenih omrežnih standardih.

Medtem so se leta 1973 v omrežje ARPANET priključile prve tuje organizacije iz Velike Britanije in Norveške, s čimer je omrežje postalo mednarodno. Vzporedno z ARPANET-om so se začela pojavljati in razvijati tudi druga omrežja univerz in podjetij.

Leta 1980 je bilo predlagano, da se povežeta ARPANET in CSnet (Computer Science Research Network) prek prehoda, ki uporablja protokole TCP/IP, tako da bi vse podskupine omrežij CSnet imele dostop do prehoda na ARPANET. Ta dogodek je vodil do dogovora o načinu medmrežne komunikacije med skupnostjo neodvisnih računalniških omrežij, lahko štejemo za videz Internet v njenem sodobnem razumevanju.

Slika 3. Možnosti za povezavo osebnega računalnika s prvim LAN-om

Sredi 80. let prejšnjega stoletja so se razmere v lokalnih omrežjih začele spreminjati. Vzpostavljene so standardne tehnologije za povezovanje računalnikov v omrežje - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, malo kasneje - FDDI. Močna spodbuda za njihov razvoj je bila osebni računalniki. Te naprave so postale idealna rešitev za ustvarjanje LAN. Po eni strani so imeli dovolj moči za obdelavo posameznih nalog, hkrati pa so očitno morali združiti svojo računalniško moč za reševanje kompleksnih problemov.

Vse standardne tehnologije lokalna omrežja temelji na istem preklopnem principu, ki je bil uspešno testiran in dokazal svoje prednosti pri prenosu podatkovnega prometa v globalnih računalniških omrežjih - princip paketne komutacije .

Internet (izgovorjeno [internet]; angleško Internet, skrajšano od Interconnected Networks -medsebojno povezana omrežja; sleng. ne, ne) - globalno telekomunikacijsko omrežje informacijskih in računalniških virov. Služi kot fizična osnova za Svetovni splet Širok WEB) . Pogosto imenovan kot svetovni splet, globalno omrežje, ali samo Mreža.

Standardne omrežne tehnologije so naredile nalogo izgradnje lokalnega omrežja skoraj trivialno. Za ustvarjanje omrežja je bilo dovolj, da na primer kupite omrežne kartice ustreznega standarda Ethernet , standardni kabel, priključite adapterje na kabel s standardnimi priključki in namestite eno od priljubljenih omrežij operacijski sistemi, na primer Novell NetWare. Po tem je omrežje začelo delovati in kasnejša povezava vsakega novega računalnika ni povzročala težav - seveda, če je bil na njem nameščen omrežni adapter iste tehnologije.

Slika 4. Povezovanje več računalnikov s shemo "skupnega vodila".

Omrežna kartica , poznan tudi kotomrežna kartica, omrežni adapter, ethernetni adapter, NIC (angleški krmilnik mrežnega vmesnika) - periferna naprava, ki računalniku omogoča interakcijo z drugimi napravami v omrežju.

Operacijski sistem, OS (angleški operacijski sistem) - osnovni nabor računalniških programov, ki zagotavljajo uporabniški vmesnik, nadzor računalniške strojne opreme, delo z datotekami, vnos in izpis podatkov ter izvajanje aplikacijskih programov in pripomočkov.

Omrežna tehnologija - to je dogovorjen nabor standardnih protokolov ter programske in strojne opreme, ki jih izvaja (na primer omrežni adapterji, gonilniki, kabli in priključki), ki zadoščajo za izgradnjo računalniškega omrežja. Epitet »zadosten« poudarja dejstvo, da ta nabor predstavlja minimalni nabor orodij, s katerimi lahko zgradite delujoče omrežje. Morda je to omrežje mogoče izboljšati, na primer z dodelitvijo podomrežij v njem, kar bo takoj zahtevalo poleg standardnih protokolov Ethernet tudi uporabo protokola IP, pa tudi posebne komunikacijske naprave - usmerjevalnike. Izboljšano omrežje bo verjetno bolj zanesljivo in hitrejše, vendar na račun dodatkov za orodja Ethernet tehnologije, ki je bila osnova mreže.

Izraz »omrežna tehnologija« se najpogosteje uporablja v zgoraj opisanem ožjem pomenu, včasih pa se uporablja tudi njegova razširjena razlaga kot kateri koli nabor orodij in pravil za izgradnjo omrežja, na primer »tehnologija usmerjanja od konca do konca«. »tehnologija varnega kanala«, »tehnologija IP.« omrežja.«

Protokoli, na katerih je zgrajeno omrežje določene tehnologije (v ožjem smislu), so bili posebej razviti za skupno delo, zato razvijalec omrežja ne potrebuje dodatnih prizadevanj za organizacijo njihove interakcije. Včasih se imenujejo omrežne tehnologije osnovne tehnologije, ob upoštevanju, da je osnova vsakega omrežja zgrajena na njihovi podlagi. Primeri osnovnih omrežnih tehnologij vključujejo poleg Etherneta tako znane lokalne omrežne tehnologije, kot sta Token Ring in FDDI ali X.25 in tehnologije okvirnega releja za teritorialna omrežja. Za pridobitev funkcionalnega omrežja v tem primeru zadostuje nakup programske in strojne opreme, povezane z isto osnovno tehnologijo - omrežne kartice z gonilniki, zvezdišča, stikala, kabelski sistem itd. - in jih povežete v skladu z zahtevami standarda za to tehnologijo.

Izdelava standardnih tehnologij lokalnega omrežja

Sredi 80. let prejšnjega stoletja so se razmere v lokalnih omrežjih začele dramatično spreminjati. Vzpostavljene so standardne tehnologije za povezovanje računalnikov v omrežje - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Osebni računalniki so bili močna spodbuda za njihov razvoj. Ti osnovni izdelki so bili idealni elementi za gradnjo omrežij – po eni strani so bili dovolj zmogljivi za poganjanje omrežne programske opreme, po drugi strani pa so očitno morali združiti svojo računalniško moč za reševanje kompleksnih problemov, pa tudi deliti drage periferne naprave in diskovna polja. Zato so v lokalnih omrežjih začeli prevladovati osebni računalniki, ne le kot odjemalski računalniki, temveč tudi kot centri za shranjevanje in obdelavo podatkov, torej omrežni strežniki, ki so iz teh znanih vlog izpodrinili miniračunalnike in velike računalnike.

Standardne omrežne tehnologije so proces gradnje lokalnega omrežja spremenile iz umetnosti v rutinsko opravilo. Za ustvarjanje omrežja je bilo dovolj, da kupite omrežne kartice ustreznega standarda, na primer Ethernet, standardni kabel, priključite adapterje na kabel s standardnimi priključki in v računalnik namestite enega od priljubljenih omrežnih operacijskih sistemov, npr. NetWare. Po tem je omrežje začelo delovati in povezovanje vsakega novega računalnika ni povzročalo težav - seveda, če je bil na njem nameščen omrežni adapter iste tehnologije.

Lokalna omrežja so v primerjavi z globalnimi vnesla veliko novosti v organizacijo dela uporabnikov. Dostop do skupnih virov je postal veliko bolj priročen - uporabnik si je lahko preprosto ogledal sezname razpoložljivih virov, namesto da bi si zapomnil njihove identifikatorje ali imena. Po povezavi z oddaljenim virom je bilo mogoče z njim delati z ukazi, ki jih uporabnik že pozna pri delu z lokalnimi viri. Posledica in hkrati gibalo tega napredka je bil pojav ogromnega števila neprofesionalnih uporabnikov, ki se jim za delo v omrežju ni bilo treba učiti posebnih (in precej zapletenih) ukazov. In razvijalci lokalnih omrežij so dobili priložnost za izvajanje vseh teh ugodnosti zaradi pojava visokokakovostnih kabelskih komunikacijskih linij, na katerih so celo omrežni adapterji prve generacije zagotavljali hitrosti prenosa podatkov do 10 Mbit / s.

Seveda si razvijalci globalnih omrežij niso mogli niti sanjati o takšnih hitrostih - morali so uporabiti komunikacijske kanale, ki so bili na voljo, saj bi polaganje novih kabelskih sistemov za tisoče kilometrov dolga računalniška omrežja zahtevalo ogromne kapitalske naložbe. In "pri roki" so bili le telefonski komunikacijski kanali, ki niso bili primerni za hiter prenos diskretnih podatkov - hitrost 1200 bps je bila zanje dober dosežek. Zato je bila gospodarna raba pasovne širine komunikacijskega kanala pogosto glavno merilo učinkovitosti načinov prenosa podatkov v globalnih omrežjih. V teh razmerah so razni postopki transparentnega dostopa do oddaljenih virov, standardnih za lokalna omrežja, za globalna omrežja dolgo časa nedopusten luksuz.

Moderne tendence

Danes se računalniška omrežja še naprej razvijajo in to precej hitro. Vrzel med lokalnimi in globalnimi omrežji se nenehno zmanjšuje, predvsem zaradi pojava hitrih teritorialnih komunikacijskih kanalov, ki po kakovosti niso slabši od kabelskih sistemov lokalnega omrežja. V globalnih omrežjih se pojavljajo storitve dostopa do virov, ki so tako priročne in pregledne kot lokalne omrežne storitve. Podobne primere množično prikazuje najbolj priljubljeno globalno omrežje – internet.

Spreminjajo se tudi lokalna omrežja. Namesto pasivnega kabla, ki povezuje računalnike, se je v njih v velikih količinah pojavila različna komunikacijska oprema - stikala, usmerjevalniki, prehodi. Zahvaljujoč tej opremi je postalo mogoče zgraditi velika korporativna omrežja, ki štejejo na tisoče računalnikov in imajo zapleteno strukturo. Ponovno se je povečalo zanimanje za velike računalnike, predvsem zato, ker je po umiritvi evforije nad enostavnostjo dela z osebnimi računalniki postalo jasno, da je sisteme, ki jih sestavlja več sto strežnikov, težje vzdrževati kot več velikih računalnikov. Zato so se v novem krogu evolucijske spirale veliki računalniki začeli vračati v korporativne računalniške sisteme, vendar kot polnopravna omrežna vozlišča, ki podpirajo Ethernet ali Token Ring, pa tudi protokolni sklad TCP/IP, ki je postal po zaslugi interneta omrežni standard de facto.

Pojavil se je še en zelo pomemben trend, ki enako vpliva na lokalna in globalna omrežja. Začeli so obdelovati informacije, ki so bile prej neobičajne za računalniška omrežja - glas, video slike, risbe. To je zahtevalo spremembe v delovanju protokolov, omrežnih operacijskih sistemov in komunikacijske opreme. Težavnost prenosa takšnih večpredstavnostnih informacij po omrežju je povezana z njegovo občutljivostjo na zamude pri prenosu podatkovnih paketov - zamude običajno povzročijo izkrivljanje takšnih informacij na končnih vozliščih omrežja. Ker tradicionalne omrežne storitve, kot sta prenos datotek ali e-pošta, ustvarjajo promet, ki ni občutljiv na zakasnitev, vsi omrežni elementi pa so bili zasnovani z upoštevanjem zakasnitve, je pojav prometa v realnem času povzročil velike težave.

Danes se te težave rešujejo na različne načine, tudi s pomočjo ATM tehnologije, posebej zasnovane za prenos različnih vrst prometa, vendar je kljub velikim prizadevanjem v tej smeri sprejemljiva rešitev problema še daleč, in na tem področju je treba še veliko storiti, da bi dosegli cenjeni cilj - združitev tehnologij ne le lokalnih in globalnih omrežij, temveč tudi tehnologij vseh informacijskih omrežij - računalnika, telefona, televizije itd. Čeprav je danes ta ideja marsikomu zdi utopija, resni strokovnjaki menijo, da predpogoji za takšno sintezo že obstajajo, njihova mnenja pa se razlikujejo le pri oceni okvirnih rokov takšnega združevanja - roki se imenujejo od 10 do 25 let. Poleg tega se domneva, da bo osnova za poenotenje tehnologija paketnega preklapljanja, ki se danes uporablja v računalniška omrežja, namesto tehnologije preklapljanja vezij, ki se uporablja v telefoniji, kar bi verjetno moralo povečati zanimanje za to vrsto omrežja.

Sodobne omrežne tehnologije

Načrtujte

Kaj je lokalno omrežje?

Strojna oprema računalniškega omrežja. Topologije lokalnih omrežij

Fizične topologije lokalnih omrežij

Logične topologije lokalnih omrežij

Konektorji in vtičnice

Koaksialni kabel

sukani par

Prenos informacij po optičnih kablih

Komunikacijska oprema

Oprema in tehnologije brezžična omrežja

Tehnologije in protokoli lokalnih omrežij

Naslavljanje računalnikov v omrežju in osnovno omrežni protokoli

Omrežne zmogljivosti operacijskih sistemov MS Windows

Koncepti upravljanja omrežnih virov

Zmožnosti družine operacijskih sistemov MS Windows za organizacijo dela v lokalnem omrežju

Konfiguriranje nastavitev omrežne komponente

Konfiguriranje nastavitev povezave

Povezovanje omrežnega tiskalnika

Povezava omrežni pogon

Kaj je lokalno omrežje?

Problem prenosa informacij iz enega računalnika v drugega obstaja že od pojava računalnikov. Za rešitev so bili uporabljeni različni pristopi. Najpogostejši »kurirski« pristop v bližnji preteklosti je bil kopiranje informacij na izmenljive medije (GMD, CD itd.), prenos na cilj in ponovno kopiranje, vendar z izmenljivih medijev na prejemnikov računalnik. Trenutno se takšne metode premikanja informacij umikajo omrežnim tehnologijam. Tisti. računalniki so med seboj na nek način povezani in uporabnik lahko prenese informacije do cilja, ne da bi zapustil mizo.

Totalnost računalniške naprave, ki imajo možnost medsebojnega komuniciranja, običajno imenujemo računalniško omrežje. V večini primerov obstajata dve vrsti računalniških omrežij: lokalno (LAN - LocalAreaNetwork) in globalno (WAN - Wide-AreaNetwork). V nekaterih možnostih klasifikacije so upoštevane številne dodatne vrste: mestne, regionalne itd., Vendar so vse te vrste (v bistvu) v večini primerov različice globalnih omrežij različnih velikosti. Najpogostejša možnost je razvrstitev omrežij na lokalna in globalna glede na geografsko lokacijo. Tisti. V tem primeru lokalno omrežje razumemo kot zbirko končnega števila računalnikov, ki se nahajajo na omejenem območju (znotraj ene stavbe ali sosednjih stavb), povezanih informacijskih kanalov, ki ima visoko hitrost in zanesljivost prenosa podatkov in je zasnovan za reševanje kompleksa medsebojno povezanih problemov.

Strojna oprema računalniškega omrežja. Topologije lokalnih omrežij

Vsi računalniki naročnikov (uporabnikov), ki delajo v lokalnem omrežju, morajo imeti možnost medsebojne interakcije, tj. biti povezani med seboj. Način organizacije takih povezav pomembno vpliva na značilnosti lokalnega računalniškega omrežja in se imenuje njegova topologija (arhitektura, konfiguracija). Obstajajo fizične in logične topologije. Fizična topologija lokalnega omrežja se nanaša na fizično postavitev računalnikov, ki so del omrežja, in na način, kako so med seboj povezani z vodniki. Logična topologija določa način pretoka informacij in zelo pogosto ne sovpada z izbrano fizično topologijo za povezovanje naročnikov lokalnega omrežja.

Fizične topologije lokalnih omrežij

Pri gradnji lokalnih omrežij se uporabljajo štiri glavne fizične topologije.

Topologija vodila (slika 1) vključuje povezavo vseh računalnikov na en skupni vodnik. Na obeh koncih takega vodnika so posebne ujemajoče se naprave, imenovane terminatorji. Glavne prednosti te topologije so nizki stroški in enostavna namestitev. Pomanjkljivosti vključujejo težave pri lokalizaciji lokacije napake in nizko zanesljivost: poškodba kabla kjer koli vodi do prenehanja izmenjave informacij med vsemi računalniki v omrežju. Zaradi narave širjenja električnega signala, tudi če sta dva računalnika, ki poskušata izmenjati informacije, med seboj fizično povezana, če na enem koncu takega "preloma" vodila ni terminatorja, bo komunikacija med njima nemogoča.

V topologiji obroča (slika 2) je vsak omrežni naročnik povezan z dvema bližnjima naročnikoma. Prednosti in slabosti so podobne tistim, ki veljajo za topologijo vodila.

Topologija zvezde vključuje polaganje ločenega kabla za vsak računalnik v omrežju, ki povezuje vse naročnike omrežja z določenim centrom. Središče zvezde je lahko računalnik ali posebna povezovalna naprava, imenovana hub (slika 3). Prednost te topologije je večja zanesljivost. Prekinitev katerega koli prevodnika "odklopi" samo enega naročnika. Ozko grlo te topologije je vozlišče. Če se zlomi, je celotno omrežje blokirano. Pomanjkljivost je višja cena opreme (upoštevajoč povečanje skupne dolžine vodnikov v primerjavi s prejšnjimi topologijami, pa tudi strošek dodatne opreme - vozlišča).

V smislu zanesljivosti in hitrosti izmenjave informacij najboljše lastnosti ima popolnoma povezano topologijo (slika 4). V tem primeru je naročnikom omrežja zagotovljen ločen komunikacijski kanal z vsakim od ostalih naročnikov. Vendar pa je glede stroškov ta topologija slabša od vseh drugih možnosti.

Navedene topologije so osnovni. Večina lokalnih omrežij, ustvarjenih v različnih organizacijah, ima bolj zapleteno strukturo in so različne kombinacije zgornjih topologij.

Logične topologije lokalnih omrežij

Logična topologija določa naravo distribucije informacij po računalniškem omrežju. Pri prenosu informacij od enega naročnika omrežja do drugega naročnika so te informacije pravilno »formatirane«. Preneseni podatki so oblikovani v standardne fragmente (paketi, datagrami). Poleg dejanskih posredovanih podatkov (številke, besedila, slike itd.) še naslov (sprejemnika informacije oz. obeh sprejemnikov in oddajnika), kontrolne informacije (da lahko preverite ali je bil paket prejet v celoti oz. le del tega) in številne druge stvari so dodane paketu.informacije. Razmislimo o treh glavnih možnostih logičnih topologij lokalnih računalniških omrežij.

Logično vodilo določa enak dostop do omrežja za vse naročnike. V tem primeru oddajnik pošlje paket informacij v omrežje in vsi drugi naročniki "slišijo" posredovane informacije analizirati. Če naročnik svoj naslov najde v paketu, ta podatek »obdrži« zase, če se izkaže, da je naslov nekoga drugega, ga ignorira. Če se v času prenosa informacij s strani enega naročnika v pogovor »vmeša« drugi naročnik, pride do prekrivanja paketov, imenovanega kolizija. Trki vodijo do "mešanja" paketov in nezmožnosti ugotoviti, "kdo je kaj rekel." Ko zazna kolizijo, oddajni naročnik "utihne" za naključni časovni interval, nato pa ponovi poskus prenosa informacij. Z zelo velikim številom naročnikov v omrežju se verjetnost kolizij močno poveča in omrežje postane nedelujoče.

Logični obroč predvideva, da gre informacija v celoti in pride do vira, tj. do točke, od koder je bil poslan. V tem primeru vsak naročnik primerja naslov »prejemnika« s svojim. Če se naslova ujemata, se informacija kopira v vmesni pomnilnik, paket se označi kot »dosegel naslovnika« in se posreduje naslednjemu naročniku. Če se naslova ne ujemata, se paket prenese brez oznak. Ko naročnik prejme "svojoročno" poslan paket z oznako "sprejeto", ga ne oddaja naprej in drug naročnik omrežja lahko začne delati.

Topologija logične zvezde (in njena različica - drevo) je osredotočena na vzpostavitev komunikacijskega kanala med sprejemnikom in oddajnikom s pomočjo stikal. Tisti. Če ni stikala, je nemogoče komunicirati med seboj tudi dva naročnika omrežja. Pri prenosu podatkov od enega naročnika do drugega vsi ostali počakajo na konec prenosa.

Konektorji in vtičnice

Trenutno se v lokalnih omrežjih uporablja več vrst vodnikov. Glede na fizično naravo oddanega signala ločimo električne in optične prevodnike. Poleg tega se lahko oprema uporablja za organizacijo lokalnih računalniških omrežij z uporabo brezžičnih kanalov.

Koaksialni kabel

Koaksialni kabel (slika 5) je prevodnik, obdan v oklopno pletenico. Prevodnik je zaščiten pred stikom s pletenico s cevastim izolatorjem. Pomembna lastnost kabelski sistemi na splošno in zlasti koaksialni kabel je značilna upornost ali impedanca. V lokalnih omrežjih se uporablja koaksialni kabel z karakteristično impedanco 50 Ohmov in (veliko redkeje) v omrežjih ARCnet kabel z karakteristično impedanco 93 Ohmov. Obstajata dve vrsti koaksialnega kabla - debel (zunanji premer približno 10 mm) in tanek (zunanji premer približno 5 mm). Z enako karakteristično vrednostjo impedance za debel in tanek koaksialni kabel različne lastnosti glede na dolžino kabelskega segmenta in število podprtih naročnikov omrežja. Na debelem koaksialnem kablu največja dolžina segment 500 metrov, maksimalno število priključnih točk 100. Tanek koaksialni kabel ima največjo dolžino segmenta 185 metrov, maksimalno število priključnih točk 30.