Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Postat på http://allbest.ru

NATIONELLT TEKNISKA UNIVERSITET I UKRAINA

"Kiev Polytechnic Institute"

Institutionen för matematisk modellering av ekonomiska system

Föreläsningsanteckningar för att studera den akademiska disciplinen

« Dator nätverk och telekommunikation"

för kunskapssektorn: 0306 "Ledning och administration"

utbildningsområden: 6.030601 "Management"

Ph.D. fysik och matematik vetenskaper,

Docent, Institutionen för MMES

Ristsov I.K.

Föreläsning 1. Grunderna i datornätverk

1.1 Allmän information

Datornätverk--Detta är en samling datorer som är anslutna via dataöverföringskanaler.

Det allmänna diagrammet för ett datornätverk visas i fig. 1.

Ris. 1.1 Allmänt diagram över ett datornätverk

Ett datornätverk löser två huvudsakliga teknisk uppgifter:

· ger snabbt datautbyte mellan datorer;

· ger kollektiv åtkomst till nätverksresurser (skrivare, program, data).

Datanätverkens samhällsekonomiska betydelse ligger i att ett datanätverk skapar förutsättningar för ett kollektivt informationsarbete.

Datanätverk är konventionellt indelade efter territoriell basis i lokala, regionala och globala nätverk.

Lokala nätverk ansluta abonnenter till en eller flera närliggande byggnader. Datorer i ett lokalt nätverk är sammankopplade med en gemensam höghastighetskommunikationskanal. Vanligtvis är avståndet mellan lokala nätverksabonnenter inte mer än 1 km, men kan nå 10 km. när du använder radiokanaler.

Regionala nätverk förena abonnenter från en region eller ett land. Ofta skapas regionala nätverk av enskilda avdelningar (skattekontor, tull, banker). Avstånden mellan abonnenter här kan nå flera tusen km.

Globalt nätverk kopplar samman användare över hela världen. Det globala nätverket använder alla typer av fysiska medier för kommunikation, från telefonlinjer till satellitkanaler.

Postat på http://allbest.ru

Ris. 1.2 Nätverksklassificering

Observera att nätverk på olika nivåer kan vara nära sammankopplade, eftersom nätverk på högre nivå är byggda från nätverk på lägre nivå. Till exempel kan ett lokalt nätverk fungera som en nod i ett regionalt eller globalt nätverk. Alla enheter som är anslutna till nätverket kan delas in i följande funktionsgrupper.

Postat på http://allbest.ru

Ris. 1.3 Hårdvara för datornätverk

Arbetsstation Detta är en persondator som är ansluten till ett nätverk med hjälp av specialiserade nätverksenheter, som använder adaptrar och modem. Server-- detta är som regel en kraftfull dator i ett nätverk som förser användare med vissa tjänster.

Datakanaler eller kommunikationslinjer byggs för närvarande baserat på kabelhennes (ledningar) eller baserat på radiokanaler(se fig. 1.4).

Postat på http://allbest.ru

Ris. 1.4 Typer av datakanaler

partvinnad kabel består av två ledare inneslutna i en plastmantel. För att minska påverkan av störningar sätts också ett skärmat skal in i det, och då kallas det tvinnade paret skärmat. En kabel med tvinnad nivå 3 kan ge dataöverföringshastigheter på upp till 10 megabit per sekund och nivå 5 upp till 100 megabit per sekund. Fördelen med tvinnat par är den relativa billigheten och tillverkningsbarheten av installationen, och nackdelen är låg ljudimmunitet och otillräcklig hög hastighet dataöverföring.

I fiberoptisk kabel Ljuspulser används för att överföra data. Denna kabel är inte känslig för elektromagnetiska störningar och kan ge överföringshastigheter på upp till 10 Gbit per sekund. Således är fördelen med en optisk kabel dess höga brusimmunitet och höga dataöverföringshastighet, och dess nackdel är dess relativt höga kostnad.

Radiokanaler mark- och satellitkommunikation bildas med hjälp av en sändare och mottagare av radiovågor och tillhör tekniken trådlös överföring data. Satellitkommunikation används huvudsakligen på Internet för kommunikation mellan stationer på mycket långa avstånd och för att betjäna abonnenter på de mest otillgängliga platserna i världen. Genomströmningen av satellitkanaler är ganska hög och uppgår till flera tiotals Mbit/s.

Den nuvarande standarden för trådlös kommunikation för lokala nätverk är WiFi (Trådlös Trohet-- "trådlös precision"). Denna teknik gör att du kan ansluta flera datorer till en åtkomstpunkt (trådlös router). Datautbyteshastigheten kan nå upp till 50 Mbit/s.

Radiokanaler Blåtand(bokstavligen översatt Blåtand) är en teknik för att överföra data över korta avstånd (högst 10 m) och kan användas för att skapa hemdatornätverk. För närvarande Bluetooth-tid säkerställer utbyte av information mellan enheter som fickdatorer och vanliga persondatorer, Mobiltelefoner, bärbara datorer, skrivare, digitalkameror, möss, tangentbord, joysticks, hörlurar, headset. Detta använder pålitlig, billig, allmänt tillgänglig radiofrekvens med kort räckvidd. Dataöverföringshastigheten här överstiger inte 1 Mbit/s.

TILL nätverksenheter inkluderar: adaptrar, modem, hubbar, switchar, routrar.

Adaptrar och modem används för att ansluta en dator med dataöverföringskanaler. Adaptrar kopplar ihop datorn med kabelsystem och radiokanaler (radioadaptrar). Modem (modulator, demodulator) används för att ansluta en dator till traditionella kommunikationsnätverk, såsom telefon- eller tv-nätverk.

Nav Detta är en nätverksenhet utformad för att ansluta flera datorer till ett gemensamt nätverkssegment. Hubben, efter att ha tagit emot ett paket från en linje, sänder det helt enkelt till alla andra linjer som är anslutna till den. Därför, vid varje given tidpunkt, stöds datautbyte endast mellan två stationer. För närvarande produceras nav nästan aldrig - de har ersatts av switchar, som är överlägsna hubb i de funktioner de utför, och deras kostnad är inte mycket mer

Växla-- en enhet utformad för att ansluta flera noder i ett datornätverk. Till skillnad från ett nav, som distribuerar trafik från en ansluten enhet till alla andra, överför en switch data endast direkt till mottagaren, men kan också överföra broadcast-paket till alla noder i nätverket. Direkt överföring av paket till destinationen förbättrar nätverkets prestanda och säkerhet genom att eliminera behovet (och förmågan) för andra nätverkssegment att behandla data som inte var avsedda för dem.

Routerär en nätverksenhet som vidarebefordrar datapaket mellan olika nätverksnoder. Vanligtvis använder en router destinationsadressen som anges i datapaketen och bestämmer från routingtabellen vägen längs vilken data ska skickas. Dessutom spelar routrar ofta rollen som hårdvarunätverksgateways, som används för att ansluta nätverk på olika nivåer. I Nyligen Radioroutrar (routrar) används flitigt hemma för att koppla flera datorer till det globala nätverket.

Föreläsning 2. Lokala datornätverk

2.1 Protokoll och referensmodell

För samordnat arbete olika enheter I ett lokalt nätverk ska det finnas ett avtal, vilket vanligtvis är formaliserat i form av en branschstandard (protokoll). Interaktionen mellan enheter i ett datornätverk är en komplex process som kräver att många problem löses. Ingenjörerna bestämde sig för att dela upp dem i separata deluppgifter (nivåer), var och en av dem är ett relativt enkelt problem (principen "dela och erövra").

Regler eller konventioner upprättas för att beskriva relationerna över ett nätverk, så kallade protokoll.

Ett protokoll är en uppsättning regler som definierar formatet för nätverksmeddelanden och uppsättningen nätverkstjänster som tillhandahålls på varje lager.

Den internationella organisationen för standardisering ISO har utvecklat en modell för interaktion mellan öppna system OSI (Open System Interconnection), vars diagram visas i fig. 2.1. Följande lager och protokoll kan särskiljas i OSI-modellen:

1. Fysiskt lager. På fysisk nivå egenskaperna hos elektriska signaler som sänder informationsbitar genom kommunikationskanaler bestäms. De fysiska lagerfunktionerna på en dator utförs av nätverksadaptern.

2. Datalänkskikt. På denna nivå bestäms tillgängligheten för kommunikationskanalen, eftersom endast en dator kan överföra data åt gången. Dessutom upptäcks och rättas fel här. Datautbyte utförs i vissa delar, som kallas personal. Länklagerprotokoll implementeras av nätverksadaptrar och deras drivrutiner.

3. Nätverkslager. På den här nivån problem med att leverera ett separat datapaket till adressaten är lösta. Varje paket är försett med en adress för både mottagaren och avsändaren. Ett paket kan passera flera nätverksnoder, så problemet med att välja den bästa vägen uppstår här.

4. Transportlager. Här är meddelandet uppdelat i delar som kallas i paket. På den här nivån frågor om leveransordningen av paket relaterade till ett meddelande övervakas och överföringsfel (förvrängning eller förlust av paket) korrigeras. Protokoll på transportnivå och högre implementeras i mjukvara.

5. Appliceringsskikt. På denna nivå tillhandahålls användaråtkomst (gränssnitt) till nätverkstjänster. Dessa inkluderar e-post, hypertext och andra samarbetstjänster. Enheten för information på denna nivå är meddelanden.

En uppsättning protokoll som är tillräckliga för att organisera interaktion på ett nätverk kallas hög med kommunikationsprotokoll.

Ris. 2.1. Protokoll i OSI-modellen.

2.2 Nätverkstopologi och åtkomstmetoder

Lokala datornätverk bygger huvudsakligen på fysiska och datalänkslagerprotokoll. I sin tur kan länklagerprotokollen skilja sig åt anslutningstopologi Och åtkomstmetoder.

Topologi -- det är en geometrisk konfiguration av anslutningar mellan datorer i ett nätverk som använder kommunikationslinjer. Historiskt har olika anslutningstopologier använts: (gemensam buss, ring, stjärna).

Ris. 2.2. Stjärntopologi.

För närvarande används främst stjärntopologin (Fig. 2.2). Baserat på grundläggande topologier som använder nätverksutrustning Mer komplexa nätverkskonfigurationer skapas. I synnerhet skapas trädstrukturer med hjälp av "stjärnan".

För korrekt användning av det gemensamma dataöverföringsmediet, special metoder för delad åtkomst till miljön (Media Access Control). Vanligtvis tillåter åtkomstmetoden endast ett par datorer att använda kommunikationskanalen åt gången. I praktiken är situationer möjliga när två datorer samtidigt försöker överföra sina delar av data, det vill säga s.k. kollision. En av huvuduppgifterna för åtkomstmetoden är att lösa och eliminera konsekvenserna av sådana kollisioner.

En åtkomstmetod är en uppsättning regler som bestämmer användningsordningen för ett gemensamt delat dataöverföringsmedium och eliminerar konsekvenserna av kollisioner.

2 . 3 Familjenormer Ethernet

Mest utbredd i lokala nätverk mottagen nätverksstandard Ethernet, som reglerar arbete på fysisk nivå och datalänksnivå. Därefter, på grundval av detta, utvecklades den internationella standarden IEEE 802.3, som för närvarande beskriver tre underfamiljer: Ethernet; Fast Ethernet; Gigabit Ethernet.

Själva Ethernet-standarden har för närvarande bara historisk betydelse, eftersom den var fokuserad på dataöverföringshastigheter på upp till 10 Mbit/s.

Fast Ethernet-standarden (IEEE 802.3u) ger dataöverföringshastigheter på upp till 100 Mbit/s, och är baserad på en stjärntopologi: Gigabit Ethernet-standarden (IEEE 802.3z) ger dataöverföringshastigheter på upp till 1 Gbit/s, och är designad för tvinnade par kablar kategori eller fiberoptisk kabel. Har redan dykt upp ny standard för 10 Gigabit Ethernet, som bör ingå i nästa version av IEEE 802.3-standarden.

Alla Ethernet-protokoll används som åtkomstmetod multipel åtkomstmetod med bäraravkänning och kollisionsdetektion(carrier-sense-multiply-access med kollisionsdetektion), eller CSMA/CD-metod . Denna metod används i nätverk där alla datorer har direkt tillgång till ett gemensamt dataöverföringsmedium och omedelbart kan ta emot data som skickas av vilken dator som helst.

2 . 4 Företagsnätverk

Ett företagsnätverk ansluter datorer inom ett stort företag eller företag. I engelskspråkig litteratur kallas denna typ av nätverk " företag- bred nätverk" (nätverk i företagsskala). Antalet datorer i ett sådant nätverk kan mätas i hundratals, och antalet servrar i dussintals.

Företagsnätverket är byggt av nivåer (hierarkiskt). På den första nivån finns lokala nätverk arbetsgrupper, som förenar anställda med samma profil (redovisning, personalavdelning, etc.). Arbetsgrupper förenar vanligtvis upp till 10 datorer, där alla datorer anses lika. Fördelen med denna arkitektur är dess tillförlitlighet, men nackdelen är att det är svårt att hantera ett sådant nätverk. Som regel ingår även en filserver och en nätverksskrivare i arbetsgruppen för att underlätta arbetet. Hub och switchar används oftast som nätverksutrustning på denna nivå.

På nästa nivå, som kallas avdelningsnivå, arbetsgrupper för en avdelning eller division kombineras till ett segment med hjälp av en switch. Nätverkstjänster som måste tillhandahållas alla avdelningsanställda är vanligtvis implementerade på en speciellt dedikerad server. I det här fallet är ett nätverksoperativsystem installerat på servern, vilket gör att du kan hålla reda på alla användare som använder konton och hantera nätverksresurser. Här fungerar alltså servern också som central enhet, tillhandahålla informationsresurser och som en dedikerad dator, som vanligtvis har mer minne, mer kraftfull kommunikation, etc.

På nästa nivå i hierarkin, som kallas nivå campus, små lokala nätverk kombineras till ett stort nätverk. Detta nätverk kan täcka alla byggnader där företaget är beläget och överföra data över avstånd på upp till flera kilometer. Ibland har dessa nätverk ett så kallat stamnät, eller huvudnät, till vilket andra subnät är anslutna. Switchar och routrar används som nätverksutrustning. Ett fragment av ett företagsnätverk i företagsskala visas i följande figur.

Ris. 3.1. Företagsnätverk

Observera att i företagsnätverk kanske det territoriella attributet inte har någon betydelse. Sådana nätverk kan vara utspridda över hela världen. I detta fall används moderna kommunikationsmedel för att ansluta lokala fjärrnätverk ( satellitkanaler). Stora företag har sina egna dedikerade kommunikationslinjer som inte är tillgängliga från Internet.

Centraliserad hantering av ett lokalt nätverk gör att du kan öka antalet datorer i det till hundratals och till och med tusentals enheter. Men centralisering och koncentration av distribuerade resurser har också en uppenbar nackdel, eftersom en opålitlig (flaskhals) plats uppstår i nätverket. Fel på den centrala servern kan leda till att hela företaget stängs, eftersom det är det kollektiva arbetet som är förlamat. Därför görs servrar en storleksordning mer pålitliga än arbetsstationer och i särskilt viktiga fall dupliceras de och bildar s.k. kluster.

Uppkomsten av en dedikerad server på nätverket leder till uppkomsten av "delat minne", som kan användas för att lagra resultaten av kollektivt arbete. Historiskt sett var de första som dök upp de sk filservrar, där resultatet av arbetet lagrades i form av filer. Men det stod snart klart att det var ganska svårt att hitta den nödvändiga informationen bland det enorma antalet filer.

Nästa viktiga steg mot socialisering av data i datornätverk var klient-server-arkitektur. Denna arkitektur antar närvaron allmän databaser, som vanligtvis förvaras på särskilt avsatta för detta ändamål databasservrar. Vid åtkomst till en databasserver kanske klienten inte är medveten om var de data han är intresserad av, eftersom begäran är formulerad i ett speciellt strukturerat språk (SQL). Fördelen jämfört med filservrar uppnås genom att minska nätverksbelastningen på klientsidan.

En annan prestation med klient-server-arkitekturen var övergången till att arbeta med allmänna program. I det här fallet kan ett program för att hantera en viss affärsprocess bara köras på servern, och endast en liten modul av detta program kommer att köras på klienten. Därmed framträder konceptet applikationsserver, det vill säga en server på vilken vanliga applikationsprogram körs. Observera att samma hårdvaruserver kan fungera som både databasserver och applikationsserver.

Med exemplet med företagsnätverk kan vi spåra processen för ömsesidig penetration av lokala och globala nätverk, vilket ledde till uppkomsten intranät-teknologier. Ett intranät är ett företagsnätverk som arbetar med standardprotokoll som används på Internet. Samtidigt är åtkomsten från det globala nätverket till företagsnätverket vanligtvis skyddad eller helt blockerad.

Föreläsning 3. Globalt datornätverk Internet

Internet är ett globalt datornätverk som kopplar samman tiotals miljoner abonnenter i mer än 150 länder runt om i världen. Internet betyder bokstavligen internet, det är nätverk av nätverk, vilket generellt återspeglar dess väsen.

Internet kan också betraktas som global informationsutrymme, som växer varje månad med 7-10 % procent och som en ny typ av media, särdrag vilket är interaktivitet. Internet är alltså både en mekanism för att sprida information och ett medium för interaktion mellan användare, oavsett deras geografiska plats. För närvarande sträcker sig Internets inflytande till praktiskt taget hela mänskligheten som helhet.

3 .1 Internets historia

Första forskning om sambandet fjärrdatorer genomfördes i början av 60-talet. 1965 kopplades en dator belägen vid MIT till en dator i Kalifornien via telefonlinje. 1969 startade ett nätverksprojekt kallat ARPANET och fyra fjärrdatorer ingick.

Till en början användes teknik för att koppla ihop datorer kretskoppling, karakteristisk för telefonteknik. Dess väsen är att det under utbytet av information mellan abonnenter måste finnas en fysisk kommunikationskanal. Som ett resultat av experimentet visade det sig att kretskoppling inte är lämplig för att skapa datornätverk, och detta krävde användningen av ny dataöverföringsteknik - paketväxling.

När du använder denna teknik delas alla meddelanden som sänds på nätverket upp i små delar, som kallas paket. Varje paket är försett med en rubrik som anger destinationsadressen för paketet. Routers använder adressen för att vidarebefordra paket till varandra tills den når sin destination.

1971-72 formulerades de grundläggande principerna för att bygga ett nytt enhetligt nätverk (Internet):

· för att lägga till ett nytt subnät till Internet bör inga ytterligare ändringar göras i själva nätverket;

· Paket på Internet sänds baserat på principen om paketväxling, med icke-garanterad leverans av individuella paket. Om paketet inte når sin destination måste det sändas igen efter en kort tid;

· för att ansluta undernät används speciella enheter - routrar, som bör förenkla passagen av paketflödet så mycket som möjligt;

· Det sammankopplade nätverket bör inte ha centraliserad hantering.

Nyckeln till att ansluta subnät var ett nytt protokoll som stödde internetarbete, som dök upp 1973, kallat TCP (Transmission Control Protocol).

TCP fungerade bra för de flesta nätverksproblem, men i vissa fall inträffade paketförluster. Detta faktum ledde till uppdelningen av TCP i två protokoll: IP för adressering och överföring av enskilda paket, och TCP för att separera meddelanden i paket, vilket säkerställer integritet och återställning förlorade paket. Det kombinerade protokollet kallas vanligtvis TCP/IP.

3 .2 Struktur och principer för Internets funktion

För närvarande är internet baserat på hög hastighet stamnät. Oberoende nätverk ansluter till stomnät via nätverksåtkomstpunkter NAP (Network Access Point). Oberoende nätverk betraktas som autonoma system, det vill säga, var och en har sin egen administration och sina egna routingprotokoll.

Ris. 4.1. Internetstruktur

Vanligtvis fungerar stora, oberoende nationella nätverk som autonoma system. Exempel på sådana nätverk är EUNet-nätverket, som täcker länderna i Centraleuropa, och RUNet-nätverket, som förenar undernätverk i Ryssland. Autonoma nätverk kan bilda företag som är specialiserade på att tillhandahålla internetåtkomsttjänster, -- leverantörer. Sådana leverantörer i Ukraina är till exempel Volya, Adamant, Lucky Net, etc.

En viktig parameter som avgör kvaliteten på nätverksarbetet är nätverksåtkomsthastighet, som klassificeras beroende på kapaciteten hos fysiska kommunikationskanaler enligt följande:

· för en modemanslutning, som används av de flesta internetanvändare, är kanalkapaciteten låg - från 20 till 60 Kbps;

· för dedikerade telefonlinjer och de som används för att ansluta små lokala datornät till Internet - från 64 Kbit/s till 2 Mbit/s;

· för satellit- och fiberoptiska kommunikationskanaler, som främst används för att skapa autonoma nätverk - från 2 Mbit/s. och högre.

Internet använder TCP/IP-familjen av protokoll (Fig. 4.2).

Ris. 4.2.

På länk- och fysiska lagren stöder TCP/IP många av de befintliga standarderna som definierar dataöverföringsmediet. Det kan till exempel vara Ethernet- och Token Ring-tekniker för lokala datornätverk eller X.25 och ISDN för att organisera stora territoriella nätverk.

Ett av huvudprotokollen för denna familj är inter nätverksprotokoll IP. Dataflödet på denna nivå är uppdelat i specifika delar som kallas IP-paket(datagram). IP-protokollet behandlar varje paket som en oberoende enhet, oansluten till andra paket, och dirigerar det individuellt. IP-protokollet är en typ av anslutningslöst protokoll, det vill säga ingen annan kontrollinformation än vad som finns i själva IP-paketet sänds över nätverket. Dessutom garanterar inte IP-protokollet tillförlitlig paketleverans.

TCP-protokollet arbetar vid transportskiktet och bestämmer paketstorleken, överföringsparametrarna och meddelandeintegritetskontrollen. Eftersom IP-protokollet inte garanterar tillförlitlig leverans av meddelanden löses detta problem av TCP-protokoll. Till skillnad från IP-protokollet upprättar TCP-protokollet en logisk koppling mellan kommunicerande processer. Innan dataöverföring skickas en begäran om att starta överföringssessionen och en bekräftelse skickas av mottagaren. TCP-protokollets tillförlitlighet ligger i det faktum att datakällan upprepar sändningen om den inte får en bekräftelse på sitt framgångsrika mottagande från mottagaren inom en viss tidsperiod.

Applikationsskiktet samlar alla tjänster som Internet tillhandahåller användarna. De viktigaste applikationsprotokollen inkluderar Hypertext Transfer Protocol (HTTP), File Transfer Protocol (FTP) och e-postprotokollen SMTP, POP, IMAP och MIME.

3.3 IP -adresser

Varje dator som är ansluten till Internet har en unik IP-adress, som består av fyra byte och skrivs som fyra decimaltal separerade med punkter, till exempel:

194.85.120.66

En IP-adress består av två logiska delar: nätverksnumret och värdnumret på nätverket. Nätverksnumret utfärdas av en speciell avdelning av Internet - InterNIC (Internet Network Information Center) eller dess representanter. Nodnumret bestäms av nätverksadministratören. Beroende på hur många byte i IP-adressen som tilldelas för nätverksnummer och värdnummer, särskiljs flera klasser av IP-adresser.

Ris. 3.3. IP-adressstruktur

Om nätverksnumret upptar en byte, och nodnumret tar tre byte, hänvisar denna adress till klass A. Antalet noder i nätverket i denna klass kan nå 2 24 , eller 16777216. Nätverkets nummer i denna klass varierar från 1.0.0.0 till 126.0.0.0.

Om två byte tilldelas för nätverksnummer och nodnummer, så tillhör adressen klass B. Antalet möjliga noder i ett klass B-nätverk är 2 16, eller 65 536 noder. Klass B-nätverksnumret varierar från 128.0.0.0 till 191.255.0.0.

Om tre byte tilldelas för nätverksnumret, så tillhör adressen klass C. Antalet noder i ett klass C-nätverk är begränsat till 2 8, eller 256. Nätverksnumret varierar från 192.0.1.0 till 223.255.255.0.

Till exempel, i IP-adressen 194.85.120.66 är 66 värdnumret på nätverket och 194.85.120.0 är klass C-nätverksnumret.

3.4 Domännamn

Det är extremt obekvämt för en person att använda numeriska IP-adresser, så det verkar logiskt att använda symboliska namn istället för IP-adresser. På Internet används domännamnssystemet (DNS Domain Name System), som har en hierarkisk struktur, för detta ändamål. Den mindre delen av domännamnet motsvarar nätverkets slutnod. Delarna är separerade från varandra med en punkt.

Till exempel, post. ekonomi. pu. ru. En nod kan ha flera namn, men bara en IP-adress.

En uppsättning namn där flera av de högre delarna av domännamnet sammanfaller kallas domän. Till exempel namn post. ekonomi. pu. ru Och www. ekonomi. pu. ru tillhör domänen ekonomi. pu. ru.

Det viktigaste är rotdomänen. Detta följs av domäner på den första, andra och tredje nivån.

Rotdomänen hanteras av InterNIC. Förstanivådomäner tilldelas för varje land, och det är vanligt att använda förkortningar på tre bokstäver och två bokstäver.

Så, till exempel, för Ryssland är förstanivådomänen ru, för USA är det vi.

Dessutom tilldelas flera toppdomännamn till olika typer av organisationer:

· com -- kommersiella organisationer (t.ex. ibm. com);

edu - utbildningsorganisationer (t.ex. spb. edu)

· gov -- statliga organisationer (t.ex. loc. gov);

org – ideella organisationer (t.ex. w3. org);

net – organisationer som stöder nätverk (t.ex. ukr. netto);

Nedan finns domännamnen för några länder:

	ch -- Schweiz	au -- Australien
fr -- Frankrike	se -- Sverige	hu -- Ungern
sa -- Kanada	jp -- Japan	ru -- Ryssland
	hk -- Hong Kong	ua -- Ukraina
de -- N1mechina	mx -- Mexiko	fi -- F1nland1ya

Varje domännamn har sitt eget DNS-server, som lagrar en databas med överensstämmelse mellan IP-adresser och domännamn som finns i en given domän, och innehåller även länkar till DNS-servrar för lägre domäner.

För att erhålla en dators adress genom dess domännamn behöver applikationen endast kontakta DNS-servern för rotdomänen, som i sin tur vidarebefordrar begäran till DNS-servern för domänen på lägre nivå. Tack vare denna organisation av domännamnssystemet fördelas namnupplösningsbelastningen jämnt mellan DNS-servrarna.

programvara för datorinformation

Föreläsning 4. Grundläggande tjänster på Internet

De viktigaste informationstjänsterna på Internet inkluderar följande tjänster:

· Hypertexttjänst på World Wide Web.

· E-post;

· FTP-arkiv;

Alla tjänster på Internet fungerar enligt ett klient-serverschema. På serversidan kombineras alla tjänster till ett program som kallas Internetserver, och på klientsidan representeras varje tjänst av ett separat klientprogram. Men nyligen har det skett en sammanslagning av klientprogram och ett program - en webbläsare, kan nu tillhandahålla alla typer av informationstjänster (e-post, filöverföring, chattar, etc.).

4 .1 E-post

Systemet E-post(e-post) låter dig leverera ett meddelande till vilken dator som helst som är ansluten till Internet. Meddelandet kan innehålla text och en fil av valfritt format (grafik, musik, etc.) kan bifogas meddelandet.

Alla e-postanvändare har unika adresser. Internet har antagit ett adresssystem som är baserat på domänadressen för maskinen som är ansluten till nätverket.

Användarens adress består av två delar, åtskilda av "@"-symbolen:<имя>@<доменное_имя>. Till exempel, Jones@ Register. org, där Jones är användarnamnet och Registry.org är domännamnet för e-postservern.

Windows OS tillhandahåller två program som e-postklient: MS Outlook Express och MS Outlook. Den första av dem är en ren e-postklient, och den andra kombinerar funktionerna hos en personlig informationsorganisatör.

Nyligen har den så kallade webbaserade posten dykt upp, då arbetet med mailservern utförs via en webbläsare. Men det är för tidigt att sätta likhetstecken mellan "riktig" post och webbaserad post, eftersom det senare sätter ganska strikta restriktioner på både mängden lagrad information och lagringstiden. Dessutom, ur sekretesssynpunkt, är det bättre att lagra personlig korrespondens på din dator snarare än på en server.

Dessutom dök den så kallade instant mail (Internet pager) och röstbrevlåda (Skype) upp, när meddelanden utbyts i realtid.

Instant mail-klienter inkluderar Microsoft MSN Messenger, det populära israeliska ISQ-programmet och andra. Nyligen populära sociala nätverk (Facebook) kan betraktas som en typ av snabbmeddelanden, när kommunikation sker mellan en hel grupp samtalspartners.

4 . 2 Hypertext service Värld Bred webb

Tjänsten World Wide Web är för närvarande den mest populära tjänsten på Internet. Det förkortas också som WWW, W3 eller helt enkelt Web. Tanken bakom WWW-tjänsten var att tillämpa hypertextmodellen på informationsresurser som finns på Internet. Ett hypertextdokument kan innehålla text, grafik, ljud, video samt hyperlänkar som direkt kommer åt nätverksinformationsresurser.

WWW-tjänsten har följande tre huvudkomponenter:

· HTML (Hyper Text Markup Language) uppmärkningsspråk för hypertextdokument;

· ett universellt sätt att adressera resurser på URL-nätverket (Universal Resource Locator);

· HTTP (HyperText Transfer Protocol) protokoll för utbyte av hypertextinformation.

Senare lades ytterligare två komponenter till dem:

· universellt gateway-gränssnitt CGI (Common Gateway Interface) för programmering på serversidan;

· JavaScript-programmeringsspråk för programmering på klientsidan, vilket låter dig ange programkod i HTML-dokument.

Programmet på klientsidan för WWW-tjänsten är en webbläsare (webbläsare), som ger tillgång till nästan alla informationsresurser i nätverket med hjälp av HTML-tolkning.

De vanligaste webbläsarna inkluderar Microsoft Internet Explorer, Opera, Mozilla och andra. Låt oss ta en kort titt på huvudkomponenterna i WWW-tjänsten.

4.3 Hypertext Markup Language HTML

De flesta dokument på WWW-tjänsten lagras i HTML-format. HTML är en uppsättning kommandon som säger åt webbläsaren att visa innehållet i ett dokument, men själva HTML-kommandona visas inte. I HTML-språk en mekanism med hypertextlänkar har implementerats, som säkerställer kopplingen av ett dokument med andra. Dessa dokument kan finnas på samma server som sidan som de är länkade från, eller så kan de finnas på en annan server.

Kommandon i texten i ett HTML-dokument kallas taggar (deskriptorer). En HTML-tagg kan innehålla en lista med attribut. Taggtexten är omgiven av vinkelparenteser (< и >).

4.3 Universell resurs-URL

För att få information från Internet måste du känna till adressen där den finns. En universal resursadress (URL) är en adress på WWW-systemet som unikt identifierar alla dokument.

I allmänhet har den enhetliga resursadressen följande format:

protokoll://dator/sökväg.

Med andra ord kan den universella resursadressen beskrivas med följande formel:

URL= extern sökväg (domännamn) + intern sökväg.

Huvudprotokollet på World Wide Web är HTTP, hypertextöverföringsprotokollet, så de flesta adresser börjar så här: http://

Men andra dataöverföringsprotokoll kan också användas, till exempel filöverföringsprotokollet - FTP. Då är den första platsen i den universella resursadressen namnet på protokollet som används, till exempel ftp://

Dator-- detta är adressen till servern som du vill ansluta till. Antingen IP-adressen eller servernamnet i domännamnssystemet kan användas. Till exempel: http://www.econ.pu.ru eller ftp://194.85.120.66. De flesta serveradresser på World Wide Web börjar med prefixet www. Detta prefix används helt enkelt som en bekvämlighet för att indikera att en webbserver körs på en given dator.

Vägär en exakt indikation på platsen för dokumentet på webbservern. Detta kan vara namnet på en katalog och en fil, som i följande exempel:

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

Om du anger den här adressen i webbläsarens "adress" kommer webbläsaren att upprätta en anslutning till datorn www.econ.pu.ru via HTTP och begära ett dokument som heter jubilee.htm från katalogen /info/history .

Den sista delen av URA kan innehålla ytterligare information som vanligtvis används för att förmedla parametrarna för användarens begäran på interaktiva sidor till webbservern, såväl som sökvägen och namnet på programmet på servern som kommer att behandla begäran. Till exempel:

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

Vid mottagande av en sådan begäran kommer webbservern att försöka hitta programmet main.bat i katalogen /sf/cgi-bin, köra den och skicka objekt- och id-parametrarna med lämpliga värden.

I moderna versioner webbläsare behöver inte ange protokollnamnet i början av varje resursadress. Om protokollnamnet inte anges kommer webbläsaren att försöka avgöra vilket protokoll som ska användas. Om filnamnet inte anges, utan endast katalogen där den ska finnas, då Användaren skickas filen som webbserveradministratören har angett som standardfil. Vanligtvis är detta en fil som heter index.htm (index.html) eller default.htm (default.html). Om det inte finns någon standardfil i katalogen kommer ett felmeddelande att visas.

4.4

Hypertext Transfer Protocol(HTTP) är ett standardprotokoll för överföring av dokument mellan servrar och webbläsare i WWW-tjänsten. HTTP-protokollet tillåter att en anslutning upprättas mellan en klient och en server, och anslutningen upprätthålls endast medan servern bearbetar klientförfrågningar.

Klientens begäran och serverns svar bildar en så kallad transaktion. Datautbyte via HTTP-protokollet sker enligt följande.

Klienten upprättar en anslutning till servern med det angivna portnumret. Om klienten är en webbläsare anges portnumret i URL-begäran. Om inget nummer anges är standardport 80. Klienten skickar sedan en begäran om dokumentet och anger HTTP-kommandot, dokumentadressen och HTTP-versionsnumret.

Till exempel:

SKAFFA SIG / index. html HTTP/1.0

Postat på Allbest.ru

...

Liknande dokument

Installation och installation av ett lokalt 10 Base T-nätverk Allmänt anslutningsschema. Användningsområden för datornätverk. Protokoll för informationsöverföring. Topologier som används i nätverket. Dataöverföringsmetoder. Egenskaper för huvudprogramvaran.

kursarbete, tillagd 2015-04-25


Kärnan och klassificeringen av datornätverk enligt olika kriterier. Nätverkstopologi är ett diagram över att ansluta datorer till lokala nätverk. Regionala och företags datanätverk. Internetnätverk, konceptet WWW och den enhetliga resurslokaliseringsadressen.

presentation, tillagd 2011-10-26


Syftet med lokala nätverk som ett komplex av utrustning och programvara, deras tekniska medel, topologi. Organisation av dataöverföring i nätverket. Historien om utvecklingen av globala nätverk, uppkomsten av Internet. Program- och hårdvaruorganisation av Internet.

abstrakt, tillagt 2014-06-22


Ett världsomspännande system av sammankopplade datornätverk byggt på användningen av IP-protokollet och datapaketrouting. De viktigaste protokollen som används på Internet. Världens första webbläsare. Allmän utveckling av e-post, dess kryptering.

abstrakt, tillagt 2012-10-22


Fördelar med datornätverk. Grunderna för konstruktion och drift av datornätverk. Val av nätverksutrustning. Lager av OSI-modellen. Grundläggande nätverksteknik. Implementering av interaktiv kommunikation. Sessionsnivåprotokoll. Dataöverföringsmedium.

kursarbete, tillagd 2012-11-20


Klassificering av datornätverk. Syftet med ett datornätverk. Huvudtyper av datornätverk. Lokala och globala datornätverk. Metoder för att bygga nätverk. Peer-to-peer-nätverk. Trådbundna och trådlösa kanaler. Dataöverföringsprotokoll.

kursarbete, tillagd 2008-10-18


Typer av datornätverk. Egenskaper för kommunikationskanaler. Kommunikationstyper: elkablar, telefonlinje och fiberoptisk kabel. De vanligaste modemen nu är deras typer. Typer av kommunikationskanaler: nätverkskort och protokoll. Peer-to-peer-nätverk.

presentation, tillagd 2010-01-10


Vanliga nätverksprotokoll och standarder som används i moderna datornätverk. Klassificering av nätverk enligt vissa egenskaper. Nätverksinteraktionsmodeller, teknologier och dataöverföringsprotokoll. Frågor om teknisk implementering av nätverket.

abstrakt, tillagt 2011-07-02


Klassificering av datornätverk i en teknisk aspekt. Strukturen och principen för driften av lokala och globala nätverk. Kretskopplade nät, teleoperatörsnät. Datornätverkstopologier: buss, stjärna. Deras främsta fördelar och nackdelar.

abstrakt, tillagt 2013-10-21


Funktioner i datornätverk (datalagring och bearbetning, användaråtkomst till data och deras överföring). Grundläggande indikatorer på kvaliteten på lokala nätverk. Klassificering av datornätverk, deras huvudkomponenter. Nätverkstopologi, utrustningsegenskaper.

DATAVETENSKAP OCH INFORMATIONSTEKNIK

för humanitära och språkliga profiler
10-11 årskurser av allmänna läroverk

Handledning:
Semakin I.G., Henner E.K. Datavetenskap X, Datavetenskap XI

FÖRKLARANDE ANTECKNING

"Informatik-XXI" är en datavetenskaplig kurs för högstadiet (årskurs 10, 10-11), som studeras efter att eleverna har bemästrat grundkurs datavetenskap i grundskolan. Kunskaper om grundkursen är tillräckliga i den utsträckning som det obligatoriska minimumet i datavetenskap rekommenderas av Ryska federationens utbildningsministerium.

"Informatik-XXI" kan studeras med hjälp av olika alternativ läroplan:
34 timmar (förkortad version) - 1 läsår, 1 lektion per vecka;
68 timmar (full version) - 1 läsår med 2 lektioner per vecka eller 2 läsår med 1 lektion per vecka.

"Informatik-XXI" är en kurs riktad till seniorklasser i gymnasieskolor som specialiserar sig på discipliner inom utbildningsområdena samhällsvetenskap (historia, samhällskunskap, geografi, ekonomi) och filologi (ryska och utländska språk, litteratur). Dessutom kan det studeras i icke-specialiserade (allmän utbildning) klasser.

Kursen "Informatik-XXI" består av två avsnitt: en teoretisk del och en datorlaboratorieverkstad. Eleverna arbetar parallellt i dessa två sektioner.

Kursens teoretiska innehåll speglar skoldatavetenskapens utvecklingstrend i riktning mot fundamentalisering och fördjupning av allmänt utbildningsvetenskapligt innehåll. Kursen fortsätter, inledd med grundkursen i datavetenskap, och gör eleverna bekanta med ämnets huvudinnehållslinjer, definierade i ”Obligatoriskt minimiinnehåll i sekundär (fullständig) allmän utbildning. Utbildningsområde: matematik, datavetenskap." Det här är först och främst raderna:
Informations- och informationsprocesser (mänsklig informationskultur, informationssamhälle, informationsbaser förvaltningsprocesser);
Modellering och formalisering (Modellering som kognitionsmetod. Material- och informationsmodeller. Informationsmodellering. Grundläggande typer av informationsmodeller (tabellform, hierarkisk, nätverk). Datorforskning av informationsmodeller från olika ämnesområden).
Informationsteknologi(teknik för att arbeta med text och grafisk information; Teknik för lagring, sökning och sortering av data; Teknik för bearbetning av numerisk information med användning av kalkylblad; multimediateknik).
Datorkommunikation (informationsresurser för globala nätverk, organisation och informationstjänster på Internet).

"Informatik-XXI" är inte en högspecialiserad kurs kopplad till en specifik typ av yrkesverksamhet, utan är av allmän pedagogisk karaktär.

Träningskurs"Informatik-XXI" är fokuserad på användningen av persondatorer av IBM PC-klassen med programvara (mjukvara) Microsoft Windows - Microsoft Office. I skolor som inte har sådan utrustning och programvara, denna kurs(Förbi minst, i sin praktiska del) är inte tillämplig.

Under laborationen kommer studenterna att få arbeta med operativsystemet Windows, ordbehandlare Word, paket för att förbereda PowerPoint-presentationer, relationell DBMS Access, Excel-kalkylprogram, nätverksklientprogram (e-postprogram och webbläsare). Som ett resultat måste de inledande färdigheterna som fastställs i grundkursen flyttas till en högre nivå, nära professionell.

Innehållet i specialiserade kurser är inte så strikt reglerat av utbildningsstandardens krav som fallet är för en grundläggande datavetenskaplig kurs. En lärare som undervisar i en specialiserad kurs har ett större antal "frihetsgrader" när det gäller att välja ämnen och metoder. Därför kan ordningen och volymen av material som föreslås i läroboken ändras i varje specifikt fall. Till exempel beslutar läraren av någon anledning att inte ta upp ämnet ”Informationsmodeller för planering och ledning” (kapitel 5). Eventuell ledig studietid kan upptas av ytterligare lektioner tilldelade andra ämnen i kursen. Ytterligare uppgifter för laboratoriearbete om dessa ämnen kan hämtas från läroboken ”Workshop i datavetenskap. Ed. I. Semakina, E. Henner. Publishing House Laboratory of Basic Knowledge, Moskva, 2000"

Innehållet i den förkortade versionen av kursen "Informatik-XXI" (34 timmar) inkluderar alla tre ämnena för den invarianta komponenten och ämnet "Informationsresurser i datornätverk". Ändringar är också möjliga här, men på grund av den variabla komponenten. Till exempel, på grund av bristen på praktisk förmåga att arbeta på Internet, kan en lärare ersätta detta avsnitt med ämnet "Informationssystem och databaser", vilket minskar volymen något inom undervisningstidsreserven. För skolor som inte har tillgång till internet bör uppmärksamhet ägnas åt användningen av intranätsteknik. Den befintliga undervisningserfarenheten i vissa utbildningsinstitutioner i denna riktning ger utmärkta resultat.

Sammanfattningsvis bör det noteras att kursen "Informatik-XXI" är fokuserad på alla de viktigaste pedagogiska målen som är satta för skoldatavetenskapskursen i utbildningsministeriets regleringsdokument:

bidrar till bildandet av en vetenskaplig världsbild baserad på en förståelse för enheten mellan grundläggande informationslagar i naturen och samhället;

utvecklar elevernas förståelse för informationsobjekt och deras transformation med hjälp av informationsteknologiska verktyg, hårdvara och mjukvara som implementerar dessa teknologier;

bidrar till bildandet av en uppsättning allmänna pedagogiska och professionella kunskaper och färdigheter, sociala och etiska beteendestandarder för människor i informationsmiljön på 2000-talet.

TEMATISK PLANERING

Årskurs 10

Ämnesnamn

Läroboksavdelning

Antal timmar

Öva

Introduktion. Datavetenskapens struktur

Förord, §1.1

Arbeta i MS Windows: arbeta med fönster, mappar, filer, objekt

Teoretisk datavetenskap

Arbeta med MS Word. Mata in, redigera och formatera texter

Informationsmedel och informationsteknik

Arbeta med MS Word. Teckensnitt, textdesign

Informationsresurser. Nationella informationsresurser i Ryssland

Arbeta med MS Word. Infoga objekt. Arbeta med tabeller

Slutarbete med ordbehandlaren MS Word

Historia och utveckling av datortelekommunikation. Tekniska resurser och mjukvaruresurser Internet

Förberedelse av en sammanfattning om ämnet " Dator telekommunikation» med MS Word

Hur nätverket fungerar. Informationstjänster Internet

Arbeta med via e-post och telefonkonferenser

Grundläggande begrepp för World Wide Web. Arbeta med webbläsaren WWW

Arbeta med en webbläsare, titta på webbsidor

Söktjänst på internet. Söker information på WWW

Arbeta med sökmotorer

Skapande av webbplats

Sparar nedladdade webbsidor

Avslutande kreativ uppgift för att arbeta med Internet

Modellering av datorinformation. Grundläggande begrepp inom systemologi

Introduktion till PowerPoint Presentation Suite

Göra en presentation om ämnet "Modeller och system"

Om kommunikationstyper och styrsystem

Ritverktyg i MS Word

Grafer och nätverk. Hierarkiska strukturer och träd

Bygga systemmodeller på grafer

Beskrivning av hierarkiska system

Tabellformig organisation av data

Konstruktion av tabellinformationsmodeller med MS Word

Social informatik. Begrepp informationssamhälle. (Ge ett ämne för en uppsats)

§6.1, §6.2, §6.3

Informationssäkerhetsfrågor och rättsakter inom informationssfären

Försvar av abstrakt om socialinformatikfrågor

Årskurs 11

Ämnesnamn

Läroboksavdelning

Antal timmar

Öva

Informationssystem. Lokala datornätverk

Grundläggande begrepp för databaser. DBMS

Design informationssystem

Skapa en databasstruktur och fylla i den

Använda databasen. Förfrågningar.

Rapporten som slutdokument för informationssystemets drift

Geografiska informationssystem

Planerings- och ledningsuppgifter. Tabellprocessor som ett verktyg för att lösa dem

Affärsgrafik och dess implementering i en kalkylbladsprocessor

Representation av beroenden mellan storheter. Regressionsmodeller och prognoser

Korrelationsberoenden

Optimal planering

genom disciplin "Datornät och telekommunikation"

INLEDNING... 65

2 KABLAR OCH GRÄNSSNITT... 10

3 DATAUTBYTE PÅ NÄTVERKET.. 15

6 INTERNETTJÄNSTER 40

8 WEBBVISARE 54

INLEDNING 6

1 NÄTVERKSBEGREP OCH VILLKOR... 7

1.1 Grundläggande begrepp. 7

1.2 Klassificering av nätverk efter skala. 7

1.3 Klassificering av nätverk baserat på närvaron av en server. 7

1.3.1 Peer-to-peer-nätverk. 7

1.3.2 Nätverk med en dedikerad server. 8

1.4 Nätverksval. 9

2 KABLAR OCH GRÄNSSNITT... 10

2.1 Kabeltyper. 10

2.1.1 Tvinnad parkabel – tvinnad par 10

2.1.2 Koaxialkabel. elva

2.1.3 Fiberoptisk kabel. 12

2.2 Trådlös teknik. 12

2.2.1 Radiokommunikation. 13

2.2.2 Mikrovågskommunikation. 13

2.2.3 Infraröd kommunikation. 13

2.3 Kabelparametrar. 13

3 DATAUTBYTE PÅ NÄTVERKET.. 15

3.1 Allmänna begrepp. Protokoll. Protokollstapel. 15

3.2 ISO/OSI 16-modell

3.3 Funktioner för ISO/OSI 18 modelllager

3.4 Aoch transportdelsystemprotokoll. 21

3.5 Funktionell överensstämmelse för typer av kommunikationsutrustning med nivåer av OSI 22-modellen

3.6 IEEE 802.24-specifikation

3.7 Enligt protokollstacken. 25

4 NÄTVERKSUTRUSTNING OCH TOPOLOGIER.. 27

4.1 Nätverkskomponenter. 27

4.1.1 Nätverkskort. 27

4.1.2 Repeaters och förstärkare. 28

4.1.3 Koncentratorer. 29

4.1.4 Broar. 29

4.1.5 Routrar. trettio

4.1.6 Gateways. trettio

4.2 Typer av nätverkstopologi. 31

4.2.1 Däck. 31

4.2.2 Ring. 32

4.2.3 Stjärna. 32

4.2.5 Blandade topologier. 33

5 GLOBALT INTERNETNÄTVERK.. 36

5.1 Teoretisk grund Internet. 36

5.2 Arbeta med Internettjänster. 37

6 INTERNETTJÄNSTER 40

6.1 Terminalläge. 40

6.2 Elektronisk post (e-post) 40

6.4 Telekonferenstjänst (Usenet) 41

6.5 World Wide Web (WWW) tjänst 43

6.6 Domain Name Service (DNS) 45

6.7 Filöverföringstjänst (FTP) 48

6.8 Internetrelächatttjänst 49

6.9 ICQ-tjänst.. 49

7 ANSLUTA TILL INTERNET.. 51

7.1 Grundbegrepp. 51

7.2 Installation av modemet. 52

7.3 Ansluta till en Internetleverantörs dator. 53

8 WEBBVISARE 54

8.1 Konceptet med webbläsare och deras funktioner. 54

8.2 Arbeta med programmet Internet Explorer 54

8.2.1 Öppna och visa webbsidor. 56

8.2.3 Webbläsarkontrolltekniker. 57

8.2.4 Arbeta med flera fönster. 58

8.2.5 Ställa in webbläsaregenskaper. 58

8.3 Söka efter information på World Wide Web. 60

8.4 Ta emot filer från Internet. 62

9 ARBETA MED ELEKTRONISKA MEDDELANDEN... 64

9.1 Skicka och ta emot meddelanden. 64

9.2 Arbeta med programmet Outlook Express. 65

9.2.1 Skapande konto. 65

9.2.2 Skapa ett e-postmeddelande. 66

9.2.3 Förbereda svar på meddelanden. 66

9.2.4 Läsa telekonferensmeddelanden. 67

9.3 Arbeta med adressboken. 67

INTRODUKTION

Materialet som diskuteras i denna föreläsningsanteckningar handlar inte om något specifikt operativ system och inte ens om en specifik typ av operativsystem. Den undersöker operativsystem (OS) ur ett mycket allmänt perspektiv, och de beskrivna grundläggande koncepten och designprinciperna är giltiga för de flesta operativsystem.

1 NÄTVERKSBEGREP OCH VILLKOR

1.1 Grundläggande begrepp

Ett nätverk är en anslutning mellan två eller flera datorer som gör att de kan dela resurser.

1.2 Klassificering av nätverk efter skala

Det lokala nätverket(Local Area Network) är en samling nätverksanslutna datorer placerade inom en liten fysisk region, till exempel en enda byggnad.

Detta är en uppsättning datorer och andra anslutna enheter som passar inom täckningsområdet för ett fysiskt nätverk. Lokala nätverk är de grundläggande byggstenarna för att bygga internetverk och globala nätverk.

Globala nätverk(Wide Area Network) kan ansluta nätverk över hela världen; kommunikationsverktyg från tredje part används vanligtvis för internetarbete.

WAN-anslutningar kan bli mycket dyra eftersom kommunikationskostnaderna ökar med bandbredden. Således stöder endast ett litet antal WAN-anslutningar samma bandbredd som vanliga LAN.

Regionala nätverk(Metropolitan Area Network) använder breda nätverkstekniker för att ansluta lokala nätverk i en specifik geografisk region, till exempel en stad.

1.3 Klassificering av nätverk baserat på närvaron av en server

1.3.1 Peer-to-peer-nätverk

Datorer i peer-to-peer-nätverk kan fungera som både klienter och servrar. Eftersom alla datorer i den här typen av nätverk har lika rättigheter, har peer-to-peer-nätverk inte centraliserad kontroll över resursdelning. Vilken dator som helst i detta nätverk kan dela sina resurser med vilken dator som helst i samma nätverk. Peer-to-peer-relationer innebär också att ingen dator har högre åtkomstprioritet eller större ansvar för att dela resurser.

Fördelar med peer-to-peer-nätverk:

– de är lätta att installera och konfigurera;

– enskilda maskiner är inte beroende av en dedikerad server;

– Användare kan kontrollera sina egna resurser.

– Billiga typer av nätverk att köpa och driva.

– ingen ytterligare hårdvara eller programvara behövs förutom operativsystemet;

– det finns inget behov av att anlita en nätverksadministratör;

– fungerar bra med ett antal användare som inte överstiger 10.

Nackdelar med peer-to-peer-nätverk:

– tillämpa nätverkssäkerhet på endast en resurs åt gången;

– Användare måste komma ihåg lika många lösenord som det finns delade resurser;

- måste produceras säkerhetskopiering separat på varje dator för att skydda alla delade data;

– när man får tillgång till en resurs, märks en sämre prestanda på datorn där denna resurs finns;

– Det finns inget centraliserat organisatoriskt system för att söka och hantera åtkomst till data.

1.3.2 Dedikerade servernätverk

Microsoft föredrar termen serverbaserad. En server är en maskin (dator) vars huvudsakliga uppgift är att svara på klientförfrågningar. Servrar hanteras sällan av någon direkt - bara för att installeras, konfigureras eller underhållas.

Fördelar med nätverk med en dedikerad server:

– De tillhandahåller centraliserad hantering av användarkonton, säkerhet och åtkomst, vilket förenklar nätverksadministrationen;

– Kraftfullare utrustning innebär effektivare tillgång till nätverksresurser.

– användare behöver bara komma ihåg ett lösenord för att logga in på nätverket, vilket ger dem tillgång till alla resurser de har rätt till;

– sådana nätverk skalar (växer) bättre med ökningen av antalet kunder.

Nackdelar med dedikerade servernätverk:

– ett serverfel kan i bästa fall göra nätverket inoperabelt – förlust av nätverksresurser;

– Sådana nätverk kräver kvalificerad personal för att underhålla komplex specialiserad programvara.

– kostnaderna för nätet ökar på grund av behovet av specialiserad utrustning och programvara.

1.4 Nätverksval

Valet av nätverk beror på ett antal omständigheter:

– antal datorer i nätverket (upp till 10 – peer-to-peer-nätverk);

– ekonomiska skäl.

– Närvaro av centraliserad förvaltning, säkerhet;

– Tillgång till specialiserade servrar.

– tillgång till det globala nätverket.

2 KABLAR OCH GRÄNSSNITT

På den lägsta nivån av nätverkskommunikation finns det medium över vilket data överförs. I relation till dataöverföring kan termen media (media, dataöverföringsmedium) innefatta både kabel- och trådlösa teknologier.

2.1 Kabeltyper

Det finns flera olika typer av kablar som används i moderna nätverk. Olika nätverkssituationer kan kräva olika typer kablar

2.1.1 Tvinnad parkabel

Det är ett nätverksmedium som används i många nätverkstopologier, inklusive Ethernet, ARCNet, IBM Token Ring.

Det finns två typer av tvinnade par.

1. Oskärmat tvinnat par.

Det finns fem kategorier av oskärmad partvinnad kabel. De är numrerade i ordning med ökande kvalitet från CAT1 till CAT5. Kablar av högre kvalitet innehåller vanligtvis fler par ledare, och dessa ledare har fler varv per längdenhet.

CAT1 – telefonkabel, stöder inte digital överföring data.

CAT2 är en sällan använd äldre typ av oskärmad partvinnad kabel. Den stöder dataöverföringshastigheter på upp till 4 Mbps.

CAT3 är den lägsta nivån av oskärmad partvinnad kabel som krävs för dagens digitala nätverk, har en genomströmning på 10 Mbit/s.

CAT4 är en mellankabelspecifikation som stöder datahastigheter upp till 16 Mbps.

CAT5 är den mest effektiva typen av oskärmad partvinnad kabel, som stöder dataöverföringshastigheter på upp till 100 Mbps.

UTP-kablar ansluter varje dators nätverkskort till en nätverkspanel eller nätverkshubb med hjälp av en RJ-45-kontakt vid varje anslutningspunkt.

Ett exempel på en sådan konfiguration är nätverksstandarden 10Base-T Ethernet, som kännetecknas av oskärmad partvinnad kabel (CAT3 till CAT5) och användningen av en RJ-45-kontakt.

Brister:

– Känslighet för störningar från externa elektromagnetiska källor.

– ömsesidig signalöverlappning mellan intilliggande ledningar;

– oskärmat tvinnat par är känsligt för signalavlyssning;

– stor signaldämpning längs vägen (begränsad till 100 m).

2. Avskärmat tvinnat par.

Den har en liknande design som den tidigare och är föremål för samma 100-metersgräns. Innehåller vanligtvis fyra eller flera par tvinnade kopparisolerade ledningar i mitten, tillsammans med elektriskt jordade flätade kopparnät eller aluminiumfolie, vilket skapar en skärm från extern elektromagnetisk påverkan.

Brister:

– kabeln är mindre flexibel;

– kräver elektrisk jordning.

2.1.2 Koaxialkabel

Denna typ av kabel består av en central kopparledare som är tjockare än ledningarna i en partvinnad kabel. Mittledaren är täckt med ett lager av skumplastisoleringsmaterial, som i sin tur omges av en andra ledare, vanligtvis vävt kopparnät eller aluminiumfolie. Den externa ledaren används inte för dataöverföring utan fungerar som jordning.

Koaxialkabel kan överföra data med hastigheter upp till 10 Mbps över ett maximalt avstånd på 185 m till 500 m.

De två huvudtyperna av koaxialkabel som används i LAN är Thicknet och Thinnet.

Även känd som RG-58-kabel, den är den mest använda. Det är den mest flexibla av alla koaxialkabeltyper och är cirka 6 mm tjock. Den kan användas för att ansluta varje dator till andra datorer i det lokala nätverket med hjälp av en T-kontakt, British Naval Connector (BNC)-kontakt och 50 Ohm-terminatoravslutningar. Används huvudsakligen för 10Base-2 Ethernet-nätverk.

Denna konfiguration stöder dataöverföringshastigheter på upp till 10 Mbps över ett maximalt avstånd på 185 m mellan repeatrar.

Är en tjockare och dyrare koaxialkabel. Den liknar designen den tidigare, men mindre flexibel. Används som bas för 10Base-5 Ethernet-nätverk. Denna kabel är märkt RG-8 eller RG-11, cirka 12 mm i diameter. Den används som en linjär buss. Att ansluta till var och en nätverkskort en speciell extern transceiver AUI (Attachment Unit Interface) och en "vampyr" (gren) som genomborrar kabelmanteln används för att komma åt kabeln.

Den har en tjock mittledare som ger tillförlitlig dataöverföring över avstånd på upp till 500 m per kabelsegment. Används ofta för att skapa anslutande motorvägar. Dataöverföringshastighet upp till 10 Mbit/s.

2.1.3 Fiberoptisk kabel

Ge utmärkt hastighet för informationsöverföring över långa avstånd. De är immuna mot elektromagnetiskt brus och avlyssning.

Den består av en central glas- eller plastledare omgiven av ytterligare ett lager av glas eller plastbeläggning och en yttre skyddsmantel. Data överförs över kabeln med hjälp av en laser- eller LED-sändare som sänder enkelriktade ljuspulser genom en central glasfiber. Glasbeläggningen hjälper till att hålla ljuset fokuserat i innerledaren. I andra änden av ledaren tas signalen emot av en fotodiodmottagare, som omvandlar ljussignalerna till en elektrisk signal.

Dataöverföringshastigheten för fiberoptisk kabel når från 100 Mbit/s till 2 Gbit/s. Data kan överföras tillförlitligt över avstånd på upp till 2 km utan repeater.

Ljuspulser går bara i en riktning, så du behöver ha två ledare: en inkommande kabel och en utgående kabel.

Denna kabel är svår att installera och är den dyraste typen av kabel.

2.2 Trådlös teknik

Trådlösa dataöverföringsmetoder är en mer bekväm form. Trådlös teknik varierar i signaltyper, frekvens och överföringsavstånd.

De tre huvudtyperna av trådlös dataöverföring är: radiokommunikation, mikrovågskommunikation och infraröd kommunikation.

2.2.1 Radiokommunikation

Radiokommunikationsteknik skickar data vid radiofrekvenser och har praktiskt taget inga räckviddsbegränsningar. Används för att ansluta lokala nätverk över stora geografiska avstånd.

Brister:

– radiosändning är dyrt,

– med förbehåll för statlig reglering,

– extremt känslig för elektronisk eller atmosfärisk påverkan,

– är mottaglig för avlyssning och kräver därför kryptering.

2.2.2 Mikrovågskommunikation

Stöder dataöverföring i mikrovågsområdet, använder höga frekvenser och används både över korta avstånd och i global kommunikation.

Begränsning: Sändaren och mottagaren måste vara inom synhåll från varandra.

Används i stor utsträckning vid global informationsöverföring med hjälp av satelliter och markbundna satellitantenner.

2.2.3 Infraröd kommunikation

Fungerar vid höga frekvenser som närmar sig frekvenserna för synligt ljus. Kan användas för att upprätta tvåvägs- eller broadcast-dataöverföring över korta avstånd. Vanligtvis används lysdioder för att överföra infraröda vågor till mottagaren.

Dessa vågor kan blockeras fysiskt och uppleva störningar med starkt ljus, så överföringen är begränsad till korta avstånd.

2.3 Kabelparametrar

När du planerar ett nätverk eller utökar ett befintligt nätverk måste flera kabelfrågor tydligt beaktas: kostnad, avstånd, datahastighet, enkel installation, antal noder som stöds.

En jämförelse av kabeltyper efter dataöverföringshastighet, kabelkostnad, installationskomplexitet och maximalt dataöverföringsavstånd presenteras i Tabell 2.1.

Antal noder per segment och noder i nätverket när man bygger nätverk med olika kabelanvändning presenteras i Tabell 2.2.

Tabell 2.1 – Jämförande egenskaper hos kablar

Tabell 2.2 – Antal noder beroende på nätverkstyp

3 DATAUTBYTE PÅ NÄTVERKET

3.1 Allmänna begrepp. Protokoll. Protokollstapel.

Huvudmålet som eftersträvas när man ansluter datorer till ett nätverk är möjligheten att använda resurserna på varje dator av alla nätverksanvändare. För att förverkliga denna funktion måste datorer som är anslutna till nätverket ha de nödvändiga medlen för interaktion med andra datorer i nätverket.

Uppgiften att dela nätverksresurser inkluderar att lösa många problem - att välja en metod för att adressera datorer och koordinera elektriska signaler vid upprättande av elektrisk kommunikation, säkerställa tillförlitlig dataöverföring och bearbeta felmeddelanden, generera skickade och tolka mottagna meddelanden, samt många andra lika viktiga uppgifter .

Det vanliga sättet att lösa ett komplext problem är att dela upp det i flera delproblem. En viss modul tilldelas för att lösa varje deluppgift. Samtidigt är funktionerna för varje modul och reglerna för deras interaktion tydligt definierade.

Ett specialfall av uppgiftsuppdelning är en representation på flera nivåer, där hela uppsättningen av moduler som löser deluppgifter är uppdelad i hierarkiskt ordnade grupper - nivåer. För varje nivå definieras en uppsättning frågefunktioner, med vilka moduler på en given nivå kan nås av moduler på en högre nivå för att lösa deras problem.

Denna uppsättning funktioner som utförs av ett givet lager för ett högre lager, såväl som meddelandeformaten som utbyts mellan två angränsande lager under deras interaktion, kallas ett gränssnitt.

Reglerna för interaktion mellan två maskiner kan beskrivas som en uppsättning procedurer för varje nivå. Sådana formaliserade regler som bestämmer sekvensen och formatet för meddelanden som utbyts mellan nätverkskomponenter som ligger på samma nivå, men i olika noder, kallas protokoll.

En överenskommen uppsättning protokoll på olika nivåer, tillräckligt för att organisera internetarbete, kallas protokollstack.

När man organiserar interaktion kan två huvudtyper av protokoll användas. I anslutningsorienterade protokoll(anslutningsorienterad nätverkstjänst, CONS) innan datautbyte måste avsändaren och mottagaren först upprätta en logisk anslutning, det vill säga komma överens om parametrarna för utbytesproceduren som endast kommer att vara giltiga inom ramen för denna anslutning. Efter att ha slutfört dialogen måste de avsluta denna anslutning. När en ny anslutning upprättas genomförs förhandlingsförfarandet igen.

Den andra gruppen av protokoll är anslutningslösa protokoll(anslutningslös nätverkstjänst, CLNS). Sådana protokoll kallas även datagramprotokoll. Avsändaren sänder helt enkelt meddelandet när det är klart.

3.2 ISO/OSI-modell

Bara för att ett protokoll är ett avtal mellan två interagerande enheter, i det här fallet två datorer som arbetar i ett nätverk, betyder det inte att det nödvändigtvis är en standard. Men i praktiken, när de implementerar nätverk, tenderar de att använda standardprotokoll. Dessa kan vara proprietära, nationella eller internationella standarder.

International Standards Organization (ISO) har utvecklat en modell som tydligt definierar de olika nivåerna av interaktion mellan systemen, ger dem standardnamn och anger vilket arbete varje nivå ska utföra. Denna modell kallas interaktionsmodellen öppna system(Open System Interconnection, OSI) eller ISO/OSI-modell.

I OSI-modellen är kommunikationen uppdelad i sju lager eller lager (Fig. 1). Varje nivå handlar om en specifik aspekt av interaktion. Således är interaktionsproblemet uppdelat i 7 specifika problem, som vart och ett kan lösas oberoende av de andra. Varje lager upprätthåller gränssnitt med lagren ovanför och under.

OSI-modellen beskriver endast systemkommunikation, inte slutanvändarapplikationer. Applikationer implementerar sina egna kommunikationsprotokoll genom att komma åt systemfaciliteter. Man bör komma ihåg att applikationen kan ta över funktionerna för några av de övre skikten av OSI-modellen, i vilket fall, om nödvändigt, internetarbete den direkt åtkomst till systemverktygen som utför funktionerna i de återstående nedre skikten av OSI-modell.

En slutanvändarapplikation kan använda systeminteraktionsverktyg inte bara för att organisera en dialog med en annan applikation som körs på en annan maskin, utan också för att helt enkelt ta emot tjänsterna från en viss nätverkstjänst.

Så låt oss säga att en applikation gör en begäran till ett applikationslager, till exempel en filtjänst. Baserat på denna begäran genererar programvaran på applikationsnivå ett meddelande i standardformat, som innehåller tjänsteinformation (huvud) och eventuellt överförd data. Detta meddelande vidarebefordras sedan till representantnivån.

Presentationslagret lägger till sin rubrik i meddelandet och skickar resultatet ner till sessionslagret, som i sin tur lägger till sin rubrik, och så vidare.

Slutligen når meddelandet det lägsta, fysiska lagret, som faktiskt överför det längs kommunikationslinjerna.

När ett meddelande kommer till en annan maskin över nätverket, flyttas det upp sekventiellt från nivå till nivå. Varje nivå analyserar, bearbetar och tar bort rubriken på sin nivå, utför motsvarande denna nivå funktion och skickar meddelandet till en högre nivå.

Utöver termen "meddelande" finns det andra namn som används av nätverksspecialister för att beteckna en enhet för datautbyte. ISO-standarder för protokoll på alla nivåer använder termen "protokolldataenhet" - Protocol Data Unit (PDU). Dessutom används ofta namnen frame, paket och datagram.

3.3 Funktioner för ISO/OSI-modelllager

Fysisk nivå. Detta lager hanterar överföringen av bitar över fysiska kanaler, såsom koaxialkabel, tvinnad parkabel eller fiberoptisk kabel. Denna nivå är relaterad till egenskaperna hos fysiska dataöverföringsmedier, såsom bandbredd, brusimmunitet, karakteristisk impedans och andra. På samma nivå bestäms egenskaperna hos elektriska signaler, såsom krav på pulskanter, spännings- eller strömnivåer för den överförda signalen, typ av kodning, signalöverföringshastighet. Dessutom standardiseras här kontakttyperna och syftet med varje kontakt.

Fysiska lagerfunktioner implementeras i alla enheter som är anslutna till nätverket. På datorsidan utförs de fysiska lagerfunktionerna av nätverksadaptern eller serieporten.

Datalänknivå. En av länkskiktets uppgifter är att kontrollera tillgängligheten för överföringsmediet. En annan uppgift för länkskiktet är att implementera feldetekterings- och korrigeringsmekanismer. För att göra detta, vid datalänklagret, grupperas bitar i uppsättningar som kallas ramar. Länklagret säkerställer att varje ram sänds korrekt genom att placera en speciell sekvens av bitar i början och slutet av varje ram för att markera den, och beräknar även en kontrollsumma genom att summera alla bytes i ramen på ett visst sätt och lägga till kontrollsumman till ramen. När ramen anländer, beräknar mottagaren återigen kontrollsumman för mottagen data och jämför resultatet med kontrollsumman från ramen. Om de matchar anses ramen vara korrekt och accepterad. Om kontrollsummorna inte stämmer överens registreras ett fel.

Länkskiktsprotokollen som används i lokala nätverk innehåller en viss struktur av anslutningar mellan datorer och metoder för att adressera dem. Även om datalänklagret tillhandahåller ramleverans mellan två valfria noder i ett lokalt nätverk, gör det detta endast i ett nätverk med en mycket specifik anslutningstopologi, exakt den topologi som den designades för. Typiska topologier som stöds av LAN-länklagerprotokoll inkluderar delad buss, ring och stjärna. Exempel på länklagerprotokoll är Ethernet, Token Ring, FDDI, 100VG-AnyLAN.

Nätverkslager. Denna nivå tjänar till att bilda ett enhetligt transportsystem som förenar flera nätverk med olika principer för att överföra information mellan ändnoder.

Nätverkslagermeddelanden kallas vanligtvis paket. När man organiserar paketleverans på nätverksnivå används begreppet "nätverksnummer". I detta fall består mottagarens adress av nätverksnumret och datornumret på detta nätverk.

För att kunna överföra ett meddelande från en avsändare som finns på ett nätverk till en mottagare på ett annat nätverk måste du göra ett antal transitöverföringar (hopp) mellan nätverk, varje gång du väljer lämplig rutt. Således är en rutt en sekvens av routrar genom vilka ett paket passerar.

Problemet med att välja den bästa vägen kallas routing och dess lösning är nätverkslagrets huvuduppgift. Detta problem kompliceras av det faktum att den kortaste vägen inte alltid är den bästa. Ofta är kriteriet för att välja en rutt tidpunkten för dataöverföring längs denna rutt, det beror på kommunikationskanalernas kapacitet och trafikintensitet, som kan förändras över tiden.

På nätverksnivå definieras två typer av protokoll. Den första typen avser definitionen av regler för överföring av ändnodsdatapaket från noden till routern och mellan routrar. Det här är de protokoll som vanligtvis menas när man pratar om nätverkslagerprotokoll. Nätverkslagret inkluderar också en annan typ av protokoll, kalladeoll. Med hjälp av dessa protokoll samlar routrar in information om topologin för internetanslutningar. Nätverkslagerprotokoll implementeras av, såväl som routermjukvara och hårdvara.

Exempel på nätverkslagerprotokoll är TCP/IP stack IP Internetwork Protocol och Novell IPX stack Internetwork Protocol.

Transportlager. På vägen från avsändaren till mottagaren kan paket skadas eller gå förlorade. Medan vissa applikationer har sin egen felhantering, finns det andra som föredrar att ta itu med en pålitlig anslutning direkt. Transportskiktets uppgift är att säkerställa att applikationer eller de övre skikten av stacken - applikation och session - överför data med den grad av tillförlitlighet som de kräver. OSI-modellen definierar fem klasser av tjänster som tillhandahålls av transportskiktet.

Som regel implementeras alla protokoll, från och med transportlagret programvaraändnoder i nätverket - komponenter i deras nätverksoperativsystem. Exempel på transportprotokoll inkluderar TCP- och UDP-protokollen för TCP/IP-stacken och SPX-protokollet för Novell-stacken.

Sessionsnivå. Sessionslagret tillhandahåller konversationshantering för att registrera vilken part som för närvarande är aktiv och tillhandahåller även synkroniseringsmöjligheter. De senare låter dig infoga checkpoints i långa överföringar så att du i händelse av misslyckande kan gå tillbaka till den sista checkpointen, istället för att börja om från början. I praktiken är det få applikationer som använder sessionslagret, och det implementeras sällan.

Presentationsnivå. Detta skikt ger garanti för att information som förmedlas av applikationsskiktet kommer att förstås av applikationslagret i ett annat system. Vid behov konverterar presentationslagret dataformat till något vanligt presentationsformat, och vid receptionen utförs följaktligen den omvända omvandlingen. På så sätt kan applikationslager övervinna till exempel syntaktiska skillnader i datarepresentation. På denna nivå kan kryptering och dekryptering av data utföras, tack vare vilket sekretessen för datautbyte säkerställs för alla applikationstjänster på en gång. Ett exempel på ett protokoll som fungerar i presentationslagret är Secure Socket Layer (SSL)-protokollet, som tillhandahåller säker meddelandehantering för applikationslagerprotokollen i TCP/IP-stacken.

Appliceringsskikt. Applikationsskiktet är egentligen bara en uppsättning olika protokoll som gör det möjligt för nätverksanvändare att komma åt delade resurser som filer, skrivare eller hypertextwebbsidor och att samarbeta, till exempel genom e-postprotokollet. Den dataenhet som applikationslagret arbetar på kallas vanligtvis ett meddelande.

Det finns ett mycket brett utbud av applikationslagerprotokoll. Låt oss ge som exempel åtminstone några av de vanligaste implementeringarna av filtjänster: NCP i operativsystemet Novell NetWare, SMB i Microsoft Windows NT, NFS, FTP och TFTP, som ingår i TCP/IP-stacken.

3.4 Aoch transportdelsystemprotokoll

Funktioner i alla lager av OSI-modellen kan klassificeras i en av två grupper: antingen funktioner som är beroende av en specifik teknisk implementering av nätverket, eller funktioner som är orienterade för att arbeta med applikationer.

De tre lägre nivåerna - fysisk, kanal och nätverk - är nätverksberoende, det vill säga att protokollen för dessa nivåer är nära relaterade till den tekniska implementeringen av nätverket och den kommunikationsutrustning som används.

De tre översta lagren - session, presentation och applikation - är applikationsorienterade och är lite beroende av tekniska funktioner bygga ett nätverk. Protokollen i dessa lager påverkas inte av några förändringar i nätverkstopologi, maskinvarubyte eller migrering till annan nätverksteknik.

Transportskiktet är det mellanliggande skiktet, det döljer alla detaljer om de nedre skiktens funktion från de övre skikten. Detta gör att du kan utveckla applikationer som är oberoende av de tekniska medel som är direkt involverade i att transportera meddelanden.

Figur 2 visar lagren i OSI-modellen där de olika nätverkselementen fungerar.

En dator med ett nätverksoperativsystem installerat interagerar med en annan dator med hjälp av protokoll på alla sju nivåerna. Datorer utför denna interaktion genom olika kommunikationsenheter: nav, modem, bryggor, switchar, routrar, multiplexorer. Beroende på typ kan kommunikationsenheten antingen endast fungera på fysisk nivå(repeater), antingen på den fysiska och länken (brygga och switch), eller på den fysiska, länken och nätverket, ibland även fånga transportlagret (routern).

3.5 Funktionell överensstämmelse mellan typer av kommunikationsutrustning till nivåerna för OSI-modellen

Det bästa sättet Nyckeln till att förstå skillnaderna mellan nätverksadaptrar, repeatrar, bryggor/switchar och routrar är att titta på hur de fungerar i termer av OSI-modellen. Förhållandet mellan funktionerna hos dessa enheter och lagren i OSI-modellen visas i figur 3.

En repeater, som regenererar signaler, vilket gör att du kan öka längden på nätverket, fungerar på den fysiska nivån.

Nätverksadaptern fungerar på det fysiska lagret och datalänkskiktet. Det fysiska lagret inkluderar den del av nätverksadapterns funktioner som är associerad med mottagning och överföring av signaler över kommunikationslinjen, och att få tillgång till det delade överföringsmediet och känna igen datorns MAC-adress är redan en funktion av länklager.

Broar gör det mesta av sitt arbete i datalänklagret. För dem representeras nätverket av en uppsättning MAC-adresser för enheter. De extraherar dessa adresser från rubriker som läggs till paket i datalänklagret och använder dem under paketbearbetning för att bestämma vilken port ett visst paket ska skickas till. Broar har inte tillgång till nätverksadressinformation på högre nivå. Därför är de begränsade i att fatta beslut om möjliga vägar eller rutter för paket att resa genom nätverket.

Routrar arbetar i nätverkslagret i OSI-modellen. För routrar är ett nätverk en uppsättning enheters nätverksadresser och en uppsättning nätverksvägar. Routers analyserar allt möjliga sätt mellan två valfria nätverksnoder och välj den kortaste. Vid valet kan andra faktorer beaktas, till exempel tillståndet för mellanliggande noder och kommunikationslinjer, linjekapacitet eller kostnaden för dataöverföring.

För att en router ska kunna utföra de funktioner som den tilldelats måste den ha tillgång till mer detaljerad information om nätverket än den som är tillgänglig för bryggan. Utöver nätverksadressen innehåller nätverkslagerpakethuvudet data, till exempel om de kriterier som ska användas vid val av rutt, om paketets livslängd i nätverket och om vilket överordnat protokoll paketet tillhör. till.

Tack vare användningen ytterligare information, kan en router utföra fler paketoperationer än en brygga/switch. Därför är programvaran som krävs för att använda routern mer komplex.

Figur 3 visar en annan typ av kommunikationsenhet - en gateway, som kan fungera på alla nivåer av OSI-modellen. En gateway är en enhet som utför protokollöversättning. En gateway placeras mellan kommunicerande nätverk och fungerar som en mellanhand som översätter meddelanden som kommer från ett nätverk till formatet för ett annat nätverk. Gatewayen kan implementeras antingen rent av programvara installerad på en vanlig dator, eller på basis av en specialiserad dator. Att översätta en protokollstack till en annan är en komplex intellektuell uppgift som kräver maximalt fullständig information om nätverket, så gatewayen använder rubrikerna för alla sändningsprotokoll.

3.6 IEEE 802-specifikation

Ungefär samtidigt som OSI-modellen introducerades publicerades IEEE 802-specifikationen, som effektivt utökar OSI-nätverksmodellen. Denna expansion sker vid datalänken och de fysiska lagren, som avgör hur mer än en dator kan komma åt ett nätverk utan att komma i konflikt med andra datorer i nätverket.

Denna standard beskriver dessa lager genom att dela datalänklagret i två underlager:

– Logisk länkkontroll (LLC) – undernivå för logisk länkkontroll. Hanterar anslutningar mellan datakanaler och definierar användningen av logiska gränssnittspunkter, kallade Services Access Points, som andra datorer kan använda för att skicka information till högre lager av OSI-modellen;

– Media Access Control (MAC) – underlager för enhetsåtkomstkontroll. Ger parallell åtkomst för flera nätverksadaptrar på fysisk nivå, har direkt interaktion med datorns nätverkskort och ansvarar för att säkerställa felfri dataöverföring mellan datorer i nätverket.

3.7 Genom protokollstack

En protokollsvit (eller protokollstack) är en kombination av protokoll som samverkar för att tillhandahålla nätverkskommunikation. Dessa protokollsviter är vanligtvis indelade i tre grupper, motsvarande OSI-nätverksmodellen:

– nätverk;

– transport.

- applicerad.

Nätverksprotokoll tillhandahåller följande tjänster:

– Adressering och dirigering av information.

– kontrollera för fel;

– Begäran om vidaresändning.

– upprättande av regler för interaktion i en specifik nätverksmiljö.

Populära nätverksprotokoll:

– DDP (Delivery Datagram Protocol). Apples dataöverföringsprotokoll som används i AppleTalk.

– IP (Internet Protocol). En del av TCP/IP-protokollsviten som tillhandahåller adresserings- och routinginformation.

– IPX (Internetwork Packet eXchange) och NWLink. Ett Novell NetWare-nätverksprotokoll (och Microsofts implementering av detta protokoll) som används för att dirigera och vidarebefordra paket.

– NetBEUI. Detta protokoll har utvecklats gemensamt av IBM och Microsoft och tillhandahåller transporttjänster för NetBIOS.

Transportprotokoll ansvarar för att säkerställa tillförlitlig transport av data mellan datorer.

Populära transportprotokoll:

– ATP (AppleTalk Transaction Protocol) och NBP (Name Binding Protocol). AppleTalk session och transportprotokoll.

– NetBIOS/NetBEUI. Den första upprättar en anslutning mellan datorer och den andra tillhandahåller dataöverföringstjänster för denna anslutning.

– SPX (Sequenced Packet Exchange) och NWLink. Novells anslutningsorienterade protokoll som används för att tillhandahålla dataleverans (och Microsofts implementering av detta protokoll).

– TCP (Transmission Control Protocol). En del av TCP/IP-protokollsviten som ansvarar för tillförlitlig dataleverans.

Applikationsprotokoll som ansvarar för samverkan mellan applikationer.

Populära applikationsprotokoll:

– AFP (AppleTalk File Protocol). Macintosh Remote File Management Protocol.

– FTP (File Transfer Protocol). En annan medlem av TCP/IP-protokollsviten, som används för att tillhandahålla filöverföringstjänster.

– NCP (NetWare Core Protocol – NetWare Basic Protocol). Novell-klientskal och omdirigerare.

– SMTP (Simple Mail Transport Protocol). En medlem av TCP/IP-protokollsviten som ansvarar för sändning av elektronisk post.

– SNMP (Simple Network Management Protocol). TCP/IP-protokoll som används för att hantera och övervaka nätverksenheter.

4 NÄTVERKSUTRUSTNING OCH TOPOLOGIER

4.1 Nätverkskomponenter

Det finns många nätverksenheter som kan användas för att skapa, segmentera och förbättra ett nätverk.

4.1.1 Nätverkskort

Nätverksadapter(Nätverkskort, NIC) - Det här kringutrustning En dator som direkt interagerar med ett dataöverföringsmedium som kopplar den direkt eller via annan kommunikationsutrustning med andra datorer. Denna enhet löser problemet med tillförlitligt utbyte av binära data, representerade av motsvarande elektromagnetiska signaler, över externa kommunikationslinjer. Precis som vilken datorstyrning som helst, fungerar nätverksadaptern under styrning av operativsystemets drivrutin.

De flesta moderna standarder för lokala nätverk antar att en speciell kommunikationsenhet (hubb, brygga, switch eller router) är installerad mellan nätverksadaptrarna på interagerande datorer, som tar på sig vissa funktioner för att styra dataflödet.

En nätverksadapter utför vanligtvis följande funktioner:

– Formatering av överförd information i form av en ram av ett visst format. Ramen inkluderar flera tjänstefält, inklusive adressen till destinationsdatorn och ramkontrollsumman.

– Få tillgång till dataöverföringsmediet. Lokala nätverk använder huvudsakligen kommunikationskanaler som delas mellan en grupp datorer (gemensam buss, ring), åtkomst till vilken tillhandahålls med hjälp av en speciell algoritm (den oftast använda är slumpmässig åtkomstmetoden eller metoden för att skicka en åtkomsttoken längs ringen) .

– Koda en sekvens av rambitar med hjälp av en sekvens av elektriska signaler vid sändning av data och avkodning vid mottagning av dem. Kodning måste säkerställa överföring av originalinformation över kommunikationslinjer med en viss bandbredd och en viss nivå av störningar så att den mottagande sidan kan känna igen den skickade informationen med en hög grad av sannolikhet.

– Konvertera information från parallell till seriell form och vice versa. Denna operation beror på det faktum att information i datornätverk överförs i seriell form, bit för bit, och inte byte för byte, som inuti en dator.

– Synkronisering av bitar, bytes och ramar. För stabil mottagning av sänd information är det nödvändigt att upprätthålla konstant synkronisering av mottagaren och sändaren av information.

Nätverksadaptrar skiljer sig åt i typen och kapaciteten på den interna databussen som används i datorn - ISA, EISA, PCI, MCA.

Nätverksadaptrar skiljer sig också åt i vilken typ av nätverksteknik som används i nätverket - Ethernet, Token Ring, FDDI, etc. Vanligtvis, specifik modell Nätverksadaptern fungerar på en specifik nätverksteknik (till exempel Ethernet).

På grund av att varje teknik nu har möjlighet att använda olika överföringsmedia kan en nätverksadapter stödja både en och flera medier samtidigt. I det fall när nätverksadaptern endast stöder ett dataöverföringsmedium, men det är nödvändigt att använda ett annat, används sändare/mottagare och omvandlare.

Transceiver(sändtagare, sändare+mottagare) är en del av nätverksadaptern, dess terminalenhet som ansluts till kabeln. I Ethernet-varianter visade det sig vara praktiskt att tillverka nätverkskort med en AUI-port, till vilken en transceiver för den erforderliga miljön kan anslutas.

Istället för att välja en lämplig transceiver kan du använda omvandlare, som kan matcha utsignalen från en transceiver som är designad för ett medium till ett annat (till exempel konverteras en tvinnad-parutgång till en koaxialkabelutgång).

4.1.2 Repeaters och förstärkare

Som nämnts tidigare försvagas signalen när den rör sig över nätverket. För att förhindra denna dämpning kan repeatrar och/eller förstärkare användas för att förstärka signalen som passerar genom dem.

Repeaters används i digitala signalnät för att bekämpa signaldämpning (attenuation). När repeatern tar emot en försvagad signal rensar den signalen, förstärker den och skickar den till nästa segment.

Förstärkare, även om de har ett liknande syfte, används för att öka överföringsräckvidden i nätverk som använder en analog signal. Detta kallas bredbandsöverföring. Bärvågen är uppdelad i flera kanaler så att olika frekvenser kan sändas parallellt.

Vanligtvis bestämmer nätverksarkitekturen det maximala antalet repeatrar som kan installeras på ett enda nätverk. Anledningen till detta är ett fenomen som kallas utbredningsfördröjning. Den tid som krävs för varje repeater för att rensa upp och förstärka signalen, multiplicerat med antalet repeaters, kan resultera i märkbara förseningar i överföringen av data över nätverket.

4.1.3 Hubs

En hubb (HUB) är en nätverksenhet som arbetar i det fysiska lagret av OSI-nätverksmodellen, och fungerar som den centrala anslutningspunkten och länken i en stjärnnätverkskonfiguration.

Det finns tre huvudtyper av nav:

– passiv (passiv);

– aktiv (aktiv);

– intellektuell (intelligent).

Passiva nav kräver ingen ström och fungerar som en fysisk anslutningspunkt utan att lägga till något till signalen som passerar igenom).

Aktiva kräver energi, som används för att återställa och stärka signalen.

Smarta hubbar kan tillhandahålla tjänster som paketväxling och trafikdirigering.

4.1.4 Broar

En brygga är en enhet som används för att ansluta nätverkssegment. Bryggor kan betraktas som en förbättring av repeatrar eftersom de minskar nätverksbelastningen: bryggor läser adressen nätverkskort(MAC-adress) för den mottagande datorn från varje inkommande datapaket och titta på speciella tabeller för att avgöra vad du ska göra med paketet.

Bryggan arbetar vid datalänkskiktet i OSI-nätverksmodellen.

En brygga fungerar som en repeater, den tar emot data från vilket segment som helst, men den är mer diskriminerande än en repeater. Om mottagaren är på samma fysiska segment som bryggan, vet bryggan att paketet inte längre behövs. Om mottagaren är på ett annat segment vet bryggan att vidarebefordra paketet.

Denna bearbetning minskar nätverksbelastningen eftersom segmentet inte kommer att ta emot meddelanden som inte tillhör det.

Broar kan koppla ihop segment som använder olika typer av media (10BaseT, 10Base2), såväl som med olika mediaåtkomstscheman (Ethernet, Token Ring).

4.1.5 Routrar

En router är en nätverkskommunikationsenhet som arbetar i nätverksskiktet av nätverksmodellen och kan ansluta två eller flera nätverkssegment (eller subnät).

Den fungerar som en brygga, men för att filtrera trafik använder den inte adressen till datorns nätverkskort, utan snarare nätverksadressinformationen som finns i nätverkslagerdelen av paketet.

Efter att ha tagit emot denna information använder routern routingtabellen för att bestämma vart paketet ska dirigeras.

Det finns två typer av routingenheter: statisk och dynamisk. De förra använder en statisk routingtabell, som måste skapas och uppdateras av nätverksadministratören. De andra skapar och uppdaterar sina tabeller själva.

Routrar kan minska nätverksstockning, öka genomströmningen och förbättra tillförlitligheten för dataleverans.

Routern kan antingen vara en speciell elektronisk anordning, och en specialiserad dator ansluten till flera nätverkssegment med hjälp av flera nätverkskort.

Den kan ansluta flera små subnät med hjälp av olika protokoll, om protokollen som används stöder routing. Rutade protokoll har förmågan att omdirigera datapaket till andra nätverkssegment (TCP/IP, IPX/SPX). Icke-routerbart protokoll – NetBEUI. Den kan inte fungera utanför sitt eget subnät.

4.1.6 Gateways

En gateway är en metod för att kommunicera mellan två eller flera nätverkssegment. Tillåter olika system att kommunicera på nätverket (Intel och Macintosh).

En annan funktion hos gateways är protokollkonvertering. Gatewayen kan ta emot IPX/SPX riktad till en TCP/IP-klient på fjärrsegmentet. Gatewayen konverterar källprotokollet till det önskade destinationsprotokollet.

Gatewayen fungerar i nätverksmodellens transportlager.

4.2 Typer av nätverkstopologi

Nätverkstopologi avser en beskrivning av dess fysiska plats, det vill säga hur datorer är anslutna till varandra i nätverket och genom vilka enheter de ingår i den fysiska topologin.

Det finns fyra huvudtopologier:

– Buss (buss);

- Ring Ring);

– Stjärna (stjärna);

– Mesh (cell).

Den fysiska busstopologin, även kallad linjär buss, består av en enda kabel till vilken alla datorer i segmentet är anslutna (fig. 4.1).

Meddelanden skickas över linjen till alla anslutna stationer, oavsett vem mottagaren är. Varje dator undersöker varje paket på tråden för att fastställa mottagaren av paketet. Om paketet är avsett för en annan station, avvisar datorn det. Om paketet är avsett för en viss dator kommer det att ta emot och bearbeta det.

Figur 4.1 – Busstopologi

Huvudbusskabeln, känd som stamnätet, har avslutningar (terminatorer) i båda ändar för att förhindra signalreflektioner. Vanligtvis använder busstopologinätverk två typer av media: tjockt och tunt Ethernet.

Brister:

– det är svårt att isolera problem med en station eller annan nätverkskomponent;

– Fel i stamkabeln kan leda till fel på hela nätverket.

4.2.2 Ring

Ringtopologi används främst i Token Ring och FDDI (fiberoptiska) nätverk.

I en fysisk ringtopologi bildar datalinjerna faktiskt en logisk ring som alla datorer i nätverket är anslutna till (Figur 4.2).

Figur 4.2 – Ringtopologi

Tillgång till media i ringen sker genom polletter, som skickas i en cirkel från station till station, vilket ger dem möjlighet att vidarebefordra paketet vid behov. En dator kan bara skicka data när den äger token.

Eftersom varje dator i denna topologi är en del av en ring, har den förmågan att vidarebefordra alla datapaket den tar emot som är adresserade till en annan station.

Brister:

– problem på en station kan leda till fel på hela nätverket;

– när du konfigurerar om någon del av nätverket är det nödvändigt att tillfälligt koppla bort hela nätverket.

4.2.3 Stjärna

I en Star-topologi är alla datorer i nätverket anslutna till varandra med hjälp av en central hubb (Fig. 4.3).

All data som stationen skickar skickas direkt till hubben som vidarebefordrar paketet till mottagaren.

I denna topologi kan bara en dator skicka data åt gången. Om två eller flera datorer försöker skicka data samtidigt kommer de alla att misslyckas och tvingas vänta en slumpmässig tid för att försöka igen.

Dessa nätverk skalar bättre än andra nätverk. Problem på en station slår inte ner hela nätet. Att ha en central hubb gör det enkelt att lägga till en ny dator.

Brister:

– kräver mer kabel än andra topologier;

– fel på hubben kommer att inaktivera hela nätverkssegmentet.

Figur 4.3 – Stjärntopologi

Mesh (cell) topologin kopplar ihop alla datorer i par (Fig. 4.4).

Figur 4.4 – Celltopologi

Mesh-nätverk används avsevärt stor kvantitet kabel än andra topologier. Dessa nätverk är mycket svårare att installera. Men dessa nätverk är feltoleranta (kan fungera i närvaro av skada).

4.2.5 Blandade topologier

I praktiken finns det många kombinationer av stora nätverkstopologier. Låt oss titta på de viktigaste.

Stjärnbuss

Den blandade Star Bus-topologin (stjärna på en buss) kombinerar Bus- och Star-topologin (Fig. 4.5).

Star Ring-topologin är också känd som en Star-wired Ring eftersom själva navet är utformat som en ring.

Detta nätverk är identiskt med en stjärntopologi, men navet är faktiskt sammankopplat som en logisk ring.

Precis som en fysisk ring skickar detta nätverk tokens för att bestämma i vilken ordning datorer överför data.

Figur 4.5 – Stjärna-på-bus-topologi

Hybrid Mesh

Eftersom det kan vara dyrt att implementera en äkta mesh-topologi på stora nätverk, kan ett hybridnät-topologinätverk ge några av de betydande fördelarna med ett äkta mesh-nätverk.

Används huvudsakligen för att ansluta servrar som lagrar kritiska data (Fig. 4.6).

Figur 4.6 – “Hybrid cell” topologi

5 GLOBALT INTERNET

5.1 Teoretiska grunder för Internet

Tidiga experiment med att överföra och ta emot information med hjälp av datorer började på 50-talet och var av laboratoriekaraktär. Först i slutet av 60-talet, med medel från Advanced Development Agency vid det amerikanska försvarsdepartementet, skapades det nationella nätverk. Hon fick namnet ARPANET. Detta nätverk kopplade samman flera stora vetenskapliga, forsknings- och utbildningscentra. Dess huvudsakliga uppgift var att samordna grupper av team som arbetar med gemensamma vetenskapliga och tekniska projekt, och dess huvudsakliga syfte var utbyte av filer med vetenskaplig dokumentation och designdokumentation via e-post.

ARPANET gick live 1969. De få noderna som ingick i den vid den tiden var förbundna med dedikerade linjer. Mottagning och överföring av information tillhandahölls av program som kördes på värddatorer. Nätverket utökades gradvis genom att koppla ihop nya noder, och i början av 80-talet, baserat på de största noderna, skapades deras egna regionala nätverk, vilket återskapade den allmänna ARPANET-arkitekturen på en lägre nivå (i regional eller lokal skala).

På riktigt Internets födelse Det är allmänt accepterat att året är 1983. Detta år har sett revolutionerande förändringar i programvara för datorkommunikation. Internets födelsedag i ordets moderna mening var datumet för standardiseringen av TCP/IP-kommunikationsprotokollet, som ligger till grund för World Wide Web till denna dag.

TCP/IP är inte ett nätverksprotokoll, utan flera protokoll som ligger på olika nivåer av OSI-nätverksmodellen (detta är den så kallade protokollstacken). Av dessa är TCP ett transportlagerprotokoll. Den styr hur information överförs. IP-adressprotokoll. Den tillhör nätverksskiktet och bestämmer var överföring sker.

Lektionsanteckningar

inom disciplinen "Datornät och telekommunikation"

Lektionens ämne:”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar"

Grupp: D3T1

Syftet med lektionen: konsolidera, generalisera och systematisera elevernas kunskaper och färdigheter i ämnet ”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar”, med hjälp av icke-standardiserade och kreativa uppgifter.

Lektionens mål: pedagogisk:

Studiemetoder för att söka information på Internet;

Fortsatt kompetensutveckling i att använda Internettjänster;

Att stärka tvärvetenskapliga kopplingar (utveckla elevernas matematiska horisonter, öka deras beredskap för efterföljande uppfattning om idéer för att organisera arbetet i datornätverk;

stimulera intresset för ämnet som studeras genom att lösa icke-standardiserade problem;

Att identifiera kvaliteten och nivån på behärskning av kunskaper och färdigheter i ämnet "Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar";

utvecklande :

utveckling av kognitivt intresse, logiskt tänkande och uppmärksamhet hos elever;

utveckling av individuella praktiska färdigheter och förmåga att arbeta i ett team;

utveckling av kommunikationskompetens hos elever, färdigheter att utvärdera resultaten av utförda åtgärder och tillämpa förvärvad kunskap vid problemlösning;

pedagogisk :

öka elevernas motivation genom användning av icke-standardiserade uppgifter;

bildandet av ett kreativt förhållningssätt till problemlösning, tydlighet och organisation, förmågan att utvärdera sina egna aktiviteter och sina kamraters aktiviteter;

främja en anda av sund konkurrens och vänlig attityd mot varandra;

odla en känsla av kollektivism, förmågan att arbeta i en grupp, respekt för andras åsikter, värdig att acceptera kritik riktad till en själv;

skapa förutsättningar för elevernas verkliga självkänsla;

utveckla färdigheter för självorganisering och initiativ;

odla en känsla av syfte och uthållighet för att uppnå mål.

Typ av lektion: kombinerad lektion (multimediaföreläsning med inslag praktiskt arbete).

Typ av lektion: inhämta och forma kunskaper, färdigheter, systematisering och konsolidering av det studerade materialet.

Tvärvetenskapliga kopplingar: " Datavetenskap", "Informationsteknik", "Tillämpad elektronik", "Diskret matematik".

Undervisningsformer och metoder: verbalt, visuellt, praktiskt, interaktivt; individuellt arbete av studenter, problemlösning; grupparbete (lagarbete), kreativ problemlösning.

Lektionens plats i arbetsprogrammet: lektionen hålls efter studier teoretiskt material på ämnet "Grundläggande tjänster inom telekommunikationsteknik."

Studentkunskapskrav:

Studenter måste ha en idé:

Om Internettjänster

Studenter måste ädel b:

- grundläggande logiska funktioner, metoder för att specificera logiska funktioner med en sanningstabell;

Grundläggande Internettjänster;

Grundläggande principer för hur stora nätverk fungerar;

funktionsmekanismer för telekommunikationsnät.

Studenter måstekunna :

använda standardkommunikationspaket för att organisera nätverksinteraktion,

Använda sig av utskick för att arbeta med Internet-e-post och webbläsare för informationssökning.

Total tid klasser: 90 minuter.

Lektionsutrustning: Microsoft PowerPoint presentationsprogram, datorer med Microsoft program PowerPoint datorpresentation ”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar", multimediaprojektor, duk, högtalare, didaktiska utdelningar, kontrollblad.

Ämne: ”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar" bär en stor kognitiv belastning. Undervisningsmetoder att arbeta i datornätverk är omöjliga utan att utveckla elevernas logiska tänkande och förmåga att arbeta med begrepp och symboler för matematisk logik.

Följande frågor bör tas upp under lektionen:

metoder för att söka information på Internet;

Internetsökservrar;

komponera frågor för sökmotorer med hjälp av logiska uttryck;

Rekommendationer för lektionen:

Den frontala frågan är gjord i form av muntliga svar baserade på material från föregående lektion på frågor som demonstreras på presentationsbilderna.

Under lektionen, när materialet förklaras, gör eleverna anteckningar i anteckningar och ger sina egna exempel.

Den teoretiska delen av lektionen bygger på en bildföreläsning.

Den praktiska delen av lektionen är uppbyggd utifrån individuellt arbete och genomförandet av praktiska uppgifter som läraren tilldelat.

Lektionsplanering

Organisatoriskt ögonblick – 1 min.

Inledningsord – 2 min.

Teoretisk del: multimediaföreläsning ”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar” – 30 min.

Elevpresentationer om ämnen: Yandex sökmotor, Rambler, Google – 15 min

Problemlösningsworkshop: elevarbete under ledning av lärare på Internet – 35 min.

Reflektion –3 min.

Slutsats – 2 min.

Hemuppgift – 2 min.

Under lektionerna

Att organisera tid. Hälsning till elever, samtal med vakthavande befäl . Märkning av elever frånvarande från lektionen.

Inledande ord. Att sätta lektionsmål och motivation . Idag har vi en lektion om ämnet ”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar" som använder icke-standardiserade och kreativa uppgifter.

(Bild 1 visas. Titel). Vi kommer att bekanta oss med ett ämne från avsnittet "Internetinformationsresurser och applikationsnivåprotokoll", upprepa, generalisera och integrera det studerade materialet på givet ämne. Din uppgift är att visa teoretisk kunskap om de grundläggande begreppen och metoderna för att använda Internetresurser. Idag i klassen kommer du också att behöva utvärdera dina kunskaper, hur fullständiga och tillräckliga de är. Förbered dig på att studera ytterligare ämnen. Nu ser ni planen i enlighet med vilken vi måste arbeta idag. (Visad bild 2)

Teoretisk del: multimediaföreläsning “ Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar»

Interaktiv föreläsning (projektor + skärm) i dialog med studenter med hjälp av en elektronisk presentation.

När lektionen organiserades användes en gruppform för att organisera elevernas självständiga arbete: eleverna delas in i grupper. Varje grupp ansvarar för en specifik sökmotor. Den första gruppen är Yandex-sökmotorn, den andra gruppen är Rambler-sökmotorn, den tredje gruppen är Googles sökmotor.

allmän information

Enligt analystjänsten Netcraft, från och med oktober 2013, var mer än 360 miljoner sajter registrerade på Internet och mer än 2 miljoner sajter dök upp på Internet varje månad. (Visad bild 3)

Vilka är tecknen på en webbplatss tillförlitlighet?

3. Informationskällor.

4. Noggrannhet i att tillhandahålla information (läskunnighet).

5. Syftet med att skapa webbplatsen.

6. Datans relevans (uppdatering).

Om svaret på alla sex frågorna är ja, kommer vi att överväga den här webbplatsen "absolut pålitlig."

Om svaret på de två sista är tvetydigt positivt kommer det att vara det "ganska pålitlig sida."

Om inte alla tre första tecknen observeras, men de första eller andra upptäcks, kommer vi att ringa platsen "väcker misstanke."

I avsaknad av de viktigaste (de tre första) tecknen kommer detta att vara "inte pålitlig" källa. (Visad bild 4)

Om vi ​​betraktar diagrammet över informationsflöden på Internet kan vi se att alla tjänster och resurser i nätverket faller under kontroll av sökmotorer. (Visad bild 5).

Paradoxen med Internet är att ju mer användbar information som samlas in, desto svårare är det att hitta allt du behöver. (Visad bild 6).

Olika sökmotorer används för att hitta nödvändig information:

1.Sökmotorer. Dessa sökverktyg svarar på en förfrågan med

en lista över sidor som uppfyller de angivna kriterierna. Till exempel:

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

2. Kataloger, där webbplatser är organiserade efter kategorier av ett speciellt utvecklat rubricatorträd. Till exempel: Yahoo (http:// www. yahoo. com);

3. Tematiska länksamlingar. Ibland innehåller de en rubrikator och kan betraktas som ett specialfall av en katalog som är begränsad till ett visst ämne. Till exempel: , webbplats alledu.ru;

4. Portaler. Ibland innehåller de en rubrikator och kan betraktas som ett specialfall av en katalog som är begränsad till ett visst ämne. Till exempel , http:// www.5 ballov. ru

5. Sökmekanismer som verkar inom webb -webbplats.

(Visad bild 7)

Fråga: Lista namnen på ryskspråkiga portaler som tillhandahåller sökverktyg? (De mest populära: Yandex, Rambler, Google)

Fråga: Vad kännetecknar sökmotorer?

Du namngav sökmotorernas huvudegenskaper. Alla förberedde svar på specifika frågor hemma med sin egen sökmotor.

II. Första presentationen på Yandex sökmotor. (Elever i den första gruppen talar)

III. Andra presentationen på sökmotorn Rambler.(Elever i den andra gruppen talar)

IV. Tredje presentationen på Googles sökmotor. (Elever i den tredje gruppen talar)

(Visad bilder 8,9,10)

. Generalisering. Varje grupp fyllde i en tabell på sökmotorn (egenskaper hos sökmotorer, samt en tabell över frågespråket). Vi kan dra slutsatsen: varje söknod är annorlunda än de andra, och för att extrahera användbar information från Internet måste du veta var och hur du ska söka.

Fortsättning på föreläsningen:

Hur formulerar man en begäran för att hitta nödvändig information?

1. Oavsett i vilken form du använde ordet i frågan, tar sökningen hänsyn till alla dess former enligt reglerna för det ryska språket.

Till exempel,
om frågan "gå" är specificerad, kommer sökresultatet att hitta länkar till dokument som innehåller orden "gå", "går", "gick", "gick" etc.

2. Om du skrev ett ord med stor bokstav i frågan, kommer endast ord med stor bokstav att hittas, annars kommer både ord med stor och liten bokstav att hittas.

Till exempel,
frågan "Swifts" kommer att hitta både fåglar och flyggruppen. Frågan "Swifts" - flyggruppen och de fall där en fågel nämns när den är skriven med stor bokstav.

3. Även om standardsökningen tar hänsyn till alla former av ett givet ord, är det möjligt att söka på exakt ordform. I detta fall föregås begäran av Utropstecken "!".

Till exempel,
request!college hittar länkar som innehåller ordet colleges

(Visad bild 11)

Om du vill att orden från frågan ska hittas, sätt sedan ett "+" framför vart och ett av dem. Om du vill utesluta några ord från sökresultatet, sätt ett "-" framför vart och ett av dem.

Uppmärksamhet! "-"-tecknet är ett minustecken. Det måste skrivas åtskilda av ett mellanslag från det föregående och tillsammans med följande ord.

Till exempel, ‘ jetskrivare ".
Om du skriver 'jetskrivare " eller 'jetskrivare ", "-"-tecknet kommer att ignoreras.

Till exempel, begära"privata annonser för försäljning av datorer ", kommer att returnera många länkar till webbplatser med en mängd olika privata annonser. Och begäran "privata annonser till salu + datorer " kommer att visa annonser för försäljning av datorer.

Om du behöver en beskrivning av Krim, och inte erbjudanden från många resebyråer, är det vettigt att fråga en sådan begäran "guide till Krim - byrå - turné " (Visad bild 12).

Flera ord som skrivs i en fråga, separerade med mellanslag, betyder att de alla måste inkluderas i en mening i dokumentet som söks igenom. Att använda "&"-tecknet kommer att ha samma effekt.

Till exempel,
på frågan 'laserskrivare" eller "laserskrivare" , eller "+laser +skrivare" Sökresultatet kommer att vara en lista över dokument som innehåller både ordet "laser" och ordet "skrivare" i samma mening

Tilde-tecknet "~" låter dig hitta dokument med meningar som inte innehåller ett ord som föregås av ett tilde-tecken.

Till exempel,
på förfrågan 'sport ~ fotboll "alla dokument som innehåller ordet 'sport' kommer att hittas, bredvid vilka (inom meningen) det inte finns något ord 'fotboll'." (Visad bild 13)

Enkla & och ~ tecken söker inom en enda mening, medan dubbel && och ~~ söker i ett dokument.

Till exempel,
på förfrågan "recept && processad & ost " dokument kommer att hittas som innehåller både ordet "recept" och orden "smält" och "ost", och "bearbetad" och "ost" ska stå i samma mening.

Du kan placera ett "|" mellan ord för att hitta dokument som innehåller något av de angivna orden. (Bekvämt när du söker efter synonymer).

Till exempel,
Begär som "foto | fotografering | fotografera | ögonblicksbild | fotografisk bild " anger en sökning efter dokument som innehåller minst ett av de listade orden.

(Visad bild 14)

Istället för ett ord i en fråga kan du ersätta ett helt uttryck. För att göra detta måste det sättas inom parentes.

Till exempel,
begära "(Visual C manual) " returnerar alla dokument med orden "Visual C manual".

(Visad bild 15)

Problemlösningsworkshop: elevarbete under ledning av en lärare på Internet

Skriva frågor för sökmotorer med logiska uttryck.

Exempel på uppgifter och lösningar

Exempel 1

Tabellen visar frågor till sökservern. Ordna frågenumren i stigande ordning efter antalet sidor som sökmotorn hittar för varje fråga. För att indikera den logiska operationen "ELLER" i en fråga används symbolen|, och för den logiska operationen "AND" - &.

1) skrivare & skannrar & rea

2) skrivare och skannrar

3) skrivare | skannrar

4) skrivare | skannrar | försäljning

Lösning (via diagram):

vi kommer att skriva ner alla svar via logiska operationer

,
,
,

Låt oss visa områdena som definieras av dessa uttryck i ett diagram med tre områden

Genom att jämföra diagrammen hittar vi en sekvens av områden i ökande ordning: (1,2,3,4), och varje efterföljande område i denna serie täcker hela det föregående (som föreslagits i uppgiften, detta är viktigt!)

därför är det korrekta svaret 1234.

Exempel 2

Begäran	Antal sidor (tusentals)
kakor & bakverk
kaka

Hur många sidor (i tusental) hittas på begäran

tårta | bageri

Lösning (löser ett ekvationssystem):

denna uppgift är en förenklad version av den föregående, eftersom endast två områden används här (istället för tre): "kaka" (vi betecknar det med P) och "bakning" (B)

Låt oss rita dessa områden i form av ett diagram (euleriska cirklar); när de korsade sig bildades tre underregioner, betecknade med siffrorna 1, 2 och 3;

antal platser som uppfyller förfrågan i området i, kommer vi att beteckna med N i

Vi komponerar ekvationer som bestämmer de frågor som anges i villkoret:

kakor & bakverkN 2 = 3200

kakaN 1 + N 2 = 8700

bageriN 2 + N 3 = 7500

ersätta värdet N 2 från den första ekvationen till de andra får vi

N 1 = 8700 - N 2 = 8700 – 3200 = 5500

N 3 = 7500 - N 2 = 7500 – 3200 = 4300

antal platser på begäran tårta | bageri lika

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

så svaret är 13 000.

Exempel 3

Tabellen visar frågorna och antalet sidor som sökmotorn hittade för dessa frågor i ett visst segment av Internet:

Begäran	Antal sidor (tusentals)
Dynamo & Rubin
Spartak & Rubin
(Dynamo | Spartak) & Rubin

Hur många sidor (i tusental) hittas på begäran

Rubin & Dynamo & Spartak

R lösning (euleriska cirklar):

I detta problem är uppgifterna ofullständiga, eftersom de inte tillåter oss att bestämma storleken på alla områden; dock räcker de för att besvara den ställda frågan

låt oss beteckna de områden som motsvarar varje begäran

Begäran	Regioner	Antal sidor (tusentals)
Dynamo & Rubin
Spartak & Rubin
(Dynamo | Spartak) & Rubin
Rubin& Dynamo & Spartak

1. Det följer av tabellen att det totala resultatet av de två första frågorna inkluderar område 2 två gånger (1 + 2 + 2 + 3), därför, om vi jämför detta resultat med den tredje frågan (1 + 2 + 3), hittar vi omedelbart resultatet av den fjärde:

N2 = (320 + 280) – 430 = 170

så svaret är 170.

(Visad bilder 16-22).

Självständigt grupparbete av elever som använder kort

När lektionen organiserades användes en gruppform för att organisera elevernas självständiga arbete: elever, indelade i tre grupper, löser de mottagna logiska problemen för informationsförfrågningar.

Efter att ha löst problemet och fått det nödvändiga svaret sätter sig eleverna vid sina datorer och frågar sina sökprogram samma frågor,

Varje grupp ansvarar för en specifik sökmotor. Den första gruppen är Yandex-sökmotorn, den andra gruppen är Rambler-sökmotorn, den tredje gruppen är Googles sökmotor.

Sökmotorer ger information om antalet hittade webbplatser som uppfyller frågor. Jämför de erhållna resultaten med de beräknade data och analysera arbetet sökmotor.

(Visad bild 23)

Generalisering.(Visad bild 24)

Resultaten av arbetet i tre grupper som arbetar med olika sökmotorer analyseras genom diskussion. En bedömning av varje grupps arbete och varje sökprogram ges.

1. Skriv ner det bästa sättet att hitta denna information (val av sökmotor, typ av fråga).

2. Använd kapaciteten hos flera sökmotorer och avgör de mest effektiva sökmotorerna.

3. Analysera de resultat som erhållits utifrån sökmotorernas effektivitet och effektiviteten av frågor med hjälp av logiska uttryck. Presentera resultatet av arbetet i tabellen:

	Typ av begäran
		Relevansnivå	Relevansnivå	Relevansnivå

Förklaring: Relevans(latin relevo - lyfta, underlätta) vid informationssökning - semantisk överensstämmelse mellan sökfrågan och dokumentets sökbild, d.v.s. semantisk överensstämmelse mellan informationsbegäran och det mottagna meddelandet. Gradvis relevans SERPs bedömer effektiviteten hos sökmotorn.

Reflexion (Visad bild 25)

Frågor till eftertanke:

Vad är dina resultat?

Vilka uppgifter gillade du mest?

Vilka uppgifter orsakade svårigheter, hur orkade du?

Vad mer behöver jobbas på?

Är du redo för testet?

Bestäm procentandelen av din beredskap för testet.

Genom mitt arbete i klassen:

• inte helt nöjd;

  Jag är inte glad för...

Slutsats. (Visad bild 26)

Lärarassistenter i varje grupp meddelar hur många poäng varje lag och varje elev får under uppdragen.

Totalpoängen utgörs av presentationer, svar på frågor, aktivt deltagande i beräkningar och experiment med att organisera frågor samt analys av de resultat som erhållits i grupp. För varje deltagande tilldelas studenten 1 poäng. Maximalt antal poäng är 10.

Alla poäng som erhållits för varje elevs individuella arbete läggs till och deras arbete i klassen bedöms utifrån dem.

Läraren har rätt att lägga till 2 poäng till de elever som aktivt deltagit i allmänna diskussioner och analys av övergripande resultat.

Således kan det maximala antalet poäng nå 12.

Kvalitet "5" sätts om eleven under lektionen vinner totalt 11-12 poäng;

kvalitet "4" - 9-10 poäng;

kvalitet "3" - 6-8 poäng;

kvalitet "2" - mindre än 6 poäng.

Vi kunde titta på det globala datornätverket Internet från olika vinklar. Både dess positiva och negativa egenskaper och förmågan hos dess resurser har identifierats. Genom att sammanfatta allt ovan kan vi dra slutsatsen att Internet är en mycket viktig informationskälla, som utan tvekan behöver användas, men vi bör inte glömma de problem som ett datornätverk för med sig.

Du har arbetat bra idag, klarat av den uppgift du tilldelats och visade även goda kunskaper i ämnet ”Metoder för att söka information på Internet. Internetsökservrar." För ditt arbete i klassen får du följande betyg (varje elevs betyg för arbete i klassen meddelas).

Tack alla för Bra jobbat. Bra gjort!

Hemläxa (Visad bild 27)

1. Granska reglerna för att transformera logiska uttryck och logikens algebralagar – 2 kap. § 2.1.- 5.6; s. 36-76, V. Lysakova, E. Rakitina. Logik i datavetenskap. Moskva. Laboratorium grundläggande kunskap, 2002

2. Upprepa metoder för att skapa frågor för sökmotorer med logiska uttryck -

2.Använda logiska uttryck, gör en fråga för sökmotorn och bestäm antalet webbplatser som hittas

- tabellen visar frågorna;

Bestäm antalet sidor som en sökmotor hittade för dessa frågor i ett visst segment av Internet

Begäran	Antal sidor (tusentals)
kryssare| slagskepp
kryssare
slagskepp

Analysera de erhållna resultaten

Litteratur:(Visad bild 28)

Olifer V.G., Olifer N.A. Dator nätverk. Principer, teknologier, protokoll: Lärobok för universitet. 3:e uppl. - SPb.: PETER, 2006. - 958 s.: ill. (elektronisk lärobok)

Grunderna i datornätverk: Lärobok. – M.: BINOM. Kunskapslaboratoriet, 2006. – 167 s.: ill.

Metodhandbok "Metoder för att söka information på Internet", Zhigulevsk, GBOU SPO ZhGK, 2013-16

V. Lysakova, E. Rakitina. Logik i datavetenskap. Moskva. Basic Knowledge Laboratory, 2002

Datortelekommunikation används inom olika livssfärer i det moderna samhället: affärer, finans, bank och media.

Telekommunikation- i ordets vida bemärkelse handlar det om medel för fjärröverföring av information, såsom radio, tv, telefon, telegraf, teletyp, telex, telefax samt datortelekommunikation som dök upp relativt nyligen.

Datortelekommunikation, eller telekommunikation i snäv mening, är medel för att på distans överföra information mellan datorer med hjälp av olika kommunikationskanaler.

Datortelekommunikation bygger på tre huvudelement: en dator, ett modem och ett telefonnätverk.

Det är omöjligt att överföra data direkt från en dator till en annan via telefonlinjer, eftersom datorn använder digitala signaler och telefonlinjer använder analoga. Omvandling digitala signaler i analog kallas modulering, och den omvända processen kallas demodulation. Flyg en sådan förvandling modem.

Modem finns i två typer: inbyggda i datorn och externa. De mest kända företagen som producerar modem av hög kvalitet: Hayes Microcomputer Products, US Robotics, Multech, Paradyne.

Modemegenskaper:

1. Baudhastigheten återspeglar antalet bitar som överförs per sekund. De vanligaste modemhastigheterna är 1200, 2400 och 9600 bps. Den maximala hastigheten är cirka 3800 bps. Uppenbarligen, ju högre hastighet, desto större mängd information per tidsenhet som kan överföras. Å andra sidan klarar inte alla höghastighetsmodem den föråldrade telefonutrustningen i vårt land. Och dessutom, ju högre dataöverföringshastighet, desto större är sannolikheten för fel i datan. Därför måste modemet stödja standardprotokollet för MNP-felkorrigering. Det finns för närvarande 10 protokollklasser. Från och med klass 5 tillåter protokollet inte bara felkorrigering utan även datakomprimering. MNP-protokoll är inbyggda i modemet och körs automatiskt.

2. Modemet måste vara Hayes-kompatibelt, d.v.s. exekvera en specifik standarduppsättning kommandon utvecklade av Hayes Microcomputer Products. De flesta kommandon för sådana modem börjar med bokstäverna AT.

Modem fungerar i full-duplex eller halv-duplex dataöverföringsläge. I duplexläge överförs data genom modemet i båda riktningarna. I halvduplexläge sänds data i en riktning åt gången. Detta schema är praktiskt när envägsdataöverföring behövs (fax, filöverföringar), men är inte lämpligt för interaktiv åtkomst (som i en BBS).

Utöver sitt huvudsyfte utför modemet många andra funktioner. Till exempel kan den automatiskt ringa en abonnent, svara på ett telefonsamtal eller rapportera telefonlinjens aktuella tillstånd. Modemet utför alla dessa funktioner under datorkontroll.

När flera kommunikationssystem kombineras, a telekommunikationsdatornät. De flesta datorer som ingår i nätverket utför funktionerna som abonnentpunkter.

Prenumerantpoäng- detta är arbetsplatsen för en användare som med dator, kringutrustning, modem, telefon kan ansluta till vilket nätverk som helst och ta emot eller överföra information.

För att datorsystem ska bilda en helhet, och information ska överföras över nätverket dygnet runt, finns det datorkommunikationsnoder i nätverket, som kallas värddatorer(Värd) Värddatorer med modem är ständigt anslutna till telefonnätet och alla abonnenter kommunicerar genom dem.

Mest av befintliga nätverk– Det här är små datornätverk som bara har en värddator.

Nästa typ av nätverk är wide area-nätverk som kopplar ihop stora noddatorer. Dataöverföring mellan sådana datorer sker via satelliter eller dedikerade kanaler. Det mest kända globala internetnätverket. Inhemska nätverk - Relcom, Glasnet, Rico.

Efter anslutning till nätverket får den registrerade användaren en mängd olika tjänster, de viktigaste är:

datorbaserad interpersonell telekommunikation (meddelanden, elektroniska nyhetsbulletiner, telekonferenser, etc.);

tillgång till fjärrdatabaser.

Hela uppsättningen av datorkommunikationssystem och informationsflöden av olika karaktär som cirkulerar i globala nätverk kallas cyberrymden.

Skapat på en datorskärm med hjälp av datorteknik bilder verkliga föremål och processer av olika karaktär - människor, musikinstrument, instrument, maskiner, konstverk, etc. kallad virtuell verklighet Naturligtvis är dessa inte "fotografier" av föremål (även rörliga sådana, som i en film) som du inte har någon kontakt med, utan ganska påtagliga föremål. Du kan arbeta med dem som om de vore en verklig sak (till exempel stämma och spela piano) och göra forskning och testning.

Således introducerar cyberrymden och virtuell verklighet, som gradvis kommer in i våra liv, oss till informationsresurserna för hela mänskligheten, vidgar våra horisonter och förändrar själva sättet att leva.