Урок 29
Разновидности компьютерных сетей
— что входит в понятие «компьютерная сеть»;
— каково назначение сервера и клиента в сети;
— в чем суть информационно-коммуникационных технологий;
— каково назначение локальной, корпоративной и глобальной сети.
Представление об информационно — коммуникационных технологиях
Жизнедеятельность человека связана с разнообразными ресурсами: природными, материальными, энергетическими, финансовыми. В информационном обществе все более значимыми становятся информационные ресурсы. Они возникли как результат интеллектуальной деятельности человека, обладающего определенными знаниями и опытом. Эти знания материализуются в виде произведений искусства, литературы, научных разработок, баз данных, алгоритмов, компьютерных программ. С распространением персональных компьютеров огромную роль в предоставлении человеку доступа к информационным ресурсам стали играть компьютерные сети (Computer NetWork, от англ. net — сеть и work — работа).
Компьютерная сеть — это совокупность объединенных средствами связи программных и технических средств, предназначенных для обеспечения информационных процессов между объектами.
Компьютерная сеть является сложной технической системой. Она создавалась для поддержки информационной деятельности человека, связанной со сбором, хранением, поиском, обработкой и передачей информации. Специальные технические и программные средства обеспечивают связи между элементами этой системы. Информационная связь регламентируется совокупностью правил, регулирующих порядок обмена, — протоколами. Первая экспериментальная компьютерная сеть ARPANET (ARPA — аббревиатура от названия «Агентство перспективных исследований») появилась в США более 20 лет назад. Она создавалась по инициативе Министерства обороны для научных исследований в военно-промышленной сфере. Основной принцип этой сети состоял в том, что любой компьютер мог связаться с любым другим компьютером как «равный с равным».
Сегодня в мире действует огромное количество компьютерных сетей, как специализированных (банковских, биржевых, коммерческих), так и универсальных, обслуживающих широкий круг пользователей. К настоящему времени характерной чертой построения конфигурации подобных сетей является использование мощных компьютеров в качестве серверов, а компьютеров пользователей в качестве рабочих станций.
Сервер — это специальный компьютер, который предназначен для удаленного запуска приложений, обработки запросов на получение информации из баз данных и обеспечения связи с общими внешними устройствами: принтерами, модемами, устройствами чтения компакт-дисков. Таким образом, сервер — это объект, предоставляющий пользователю различные информационные услуги, в том числе обеспечивающий возможность работы в сети.
Рабочая станция (клиент) — это персональный компьютер, позволяющий пользоваться услугами, предоставляемыми серверами.
Взаимодействие компьютеров при обработке информации в сети может происходить по-разному:
♦ При централизованной обработке информации основная часть работы ложится на сервер, клиент выполняет лишь ту работу, которая не требует больших ресурсов.
♦ При децентрализованной (распределенной) обработке информации основная часть заданий выполняется на рабочих станциях, а сервер выступает в основном как хранилище информации.
Широкое использование информационной технологии работы в компьютерных сетях во всех видах человеческой деятельности привело к появлению близких по смыслу понятий сетевые технологии и информационно-коммуникационные технологии. Эти понятия имеют разные акценты, но часто их используют как равнозначные.
Говоря о компьютерных сетях, часто используют термин «сетевые технологии».
Сетевая технология — это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения компьютерной сети и обслуживания ее пользователей.
Организация и обслуживание сетей — дело специалистов: программистов, системных администраторов и т. д. Технические вопросы, как правило, пользователей сети не интересуют.
Они хотят получать из Интернета интересующую их информацию и обмениваться ею между собой. Поэтому применительно к огромной армии пользователей сети говорят об «информационно-коммуникационной технологии».
Информационно-коммуникационная технология — это информационная технология работы в сети, позволяющая людям общаться, оперативно получать информацию и обмениваться ею.
Компьютерные сети позволяют объединить информационные ресурсы, находящиеся на разных компьютерах, независимо от разделяющего их расстояния. В зависимости от степени удаленности компьютеров, составляющих сеть, то есть их физического расположения, различают: локальные, корпоративные и глобальные сети. Рассмотрим кратко характеристику каждой из этих сетей.
Локальные сети
Локальные сети предназначены для обмена информацией между компьютерами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга, в пределах одного здания.
Локальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга.
Локальные сети позволяют:
♦ совместно использовать аппаратные ресурсы (периферийные устройства, накопители);
♦ совместно использовать программные ресурсы (сетевые версии прикладного программного обеспечения);
♦ создавать и совместно использовать информационные ресурсы для работы пользователей над общими задачами;
♦ централизовать усилия по информационной безопасности. По способу связи компьютеров в локальной сети различают:
♦ одноранговые сети;
♦ сети с выделенным сервером.
В одноранговых сетях используется технология «равный к равному». Любой компьютер может использовать ресурсы другого подключенного к нему компьютера. Иначе говоря, любой компьютер может выступать и как сервер, и как клиент. В одноранговых сетях работа приложений на компьютере ухудшается, когда его ресурсами пользуются другие компьютеры сети. Сети с выделенным сервером в этом смысле гораздо стабильнее и производительнее. В современных локальных сетях компьютеры и периферийное оборудование объединяются проводными, волоконно-оптическими, а также беспроводными каналами передачи данных. Сопряжение компьютеров с каналами связи обеспечивает специальное коммуникационное оборудование.
Корпоративные сети
Для больших организаций (корпораций) характерно наличие филиалов, подразделений, отдаленных друг от друга на значительные расстояния. Как правило, в каждом филиале имеется своя локальная сеть. Объединение разрозненных локальных сетей в пределах одной корпорации в единую образует корпоративную сеть.
Корпоративная сеть — это объединение локальных сетей в пределах одной корпорации для решения общих задач.
Для корпоративных сетей характерно сочетание централизованной обработки информации с использованием удаленного соединения компьютеров. Информация может изменяться работниками, имеющими к ней доступ. Описанные выше сети могут иметь выход в другие внешние сети, например для того, чтобы получить информацию из удаленных баз данных, переслать сообщение по электронной почте в другую сеть или отправить факс.
В настоящее время для связи компьютеров в корпоративных сетях разработана новая технология — технология Интранет. Интранет использует опыт работы в распределенной среде (протоколы и технологию Интернет) и построена на технологии «клиент-сервер» с централизованной обработкой информации. Это позволяет организовать распределенную корпоративную информационную систему и достичь наибольшей эффективности работы.
Среди телекоммуникационных сетей, получивших распространение за последние годы, особое место занимают малые компьютерные сети, или BBS (Bulletin Board System — электронная доска объявлений), имеющие всего один хост-компьютер (от англ. host — хозяин). BBS представляет собой общедоступную библиотеку разнообразных файлов. BBS являются главным распространителем демо-версий программного обеспечения, игр, компьютерных новостей. Главное достоинство BBS состоит в том, что хозяину (системному оператору) достаточно иметь компьютер с модемом и жестким диском большой емкости, а пользователю для связи с ним не нужно никакой сети, достаточно иметь модем и телефон.
Большинство BBS — детище любителей, но существуют станции, распространяющие коммерческую информацию, рекламу, программные продукты. Многие солидные компьютерные сети предоставляют через BBS разнообразные сервисные и информационные услуги.
Глобальные сети
Разработка средств и методов передачи информации на большие расстояния сделала возможным появление глобальных сетей.
Глобальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых инормационных ресурсов.
В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила — технология Интернет. Эти правила устанавливают:
♦ единый способ подключения отдельного компьютера или локальной сети к глобальной;
♦ единые правила передачи данных;
♦ единую систему идентификации компьютера в сети (сетевой адрес).
При создании этой технологии преследовалось несколько целей, однако одной из основных было создание сети, устойчивой к частичным повреждениям. Одним из путей достижения этой цели является разработка технологии децентрализованной обработки информации в сети.
Децентрализация обработки информации достигается следующим образом. Каркас глобальных сетей составляют хост-компь- ютеры, являющиеся мощными узлами связи. Они обеспечивают надежный круглосуточный обмен информацией между пользователями сети. Хост-компьютеры соединяются между собой выделенными телефонными каналами связи, волоконно-оптическими кабелями или беспроводными (спутниковыми) каналами связи. Совокупность хост-компьютеров обеспечивает связь с международными телекоммуникационными сетями. При неисправности одного узла (компьютера) в сети сохраняется возможность обмена информацией между другими компьютерами, так как пакеты данных на пути к компьютеру с нужным адресом автоматически направляются по альтернативному маршруту, в обход аварийного участка. Для получателя информации не имеет значения, каким путем пакеты информации будут доставлены на его компьютер.
Современные глобальные телекоммуникационные сети объединяют десятки, а иногда и сотни хост-компьютеров. В них работают сотни тысяч пользователей. Набор услуг, предоставляемый пользователям в той или иной сети, зависит прежде всего от возможностей сетевого программного обеспечения, установленного на хост-компьютерах.
Для «общения» компьютеров, включенных в сеть, как и для общения людей, нужен специальный язык. Языком, описывающим правила работы сети, является совокупность сетевых протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol — протокол управления передачей/интернет-протокол).
Контрольные вопросы
1. Каким образом соединяются компьютеры в локальных сетях?
2. Могут ли компьютеры одного предприятия образовывать глобальную сеть?
3. Чем отличается сервер от рабочей станции?
4. Каковы отношения между компьютерами в одноранговых сетях?
5. Каковы отношения между компьютерами в сетях с выделенным сервером?
6. Что такое Интранет?
7. Чем отличается корпоративная сеть от локальной сети?
8. Каково назначение глобальной сети?
9. Что такое хост-компьютер?
10. В чем суть децентрализованной обработки информации в глобальных сетях?
Урок 54
Аппаратное обеспечение компьютерных сетей
— какие существуют разновидности сетей;
— каковы основные компоненты сети;
— каким образом происходит обмен информацией между компьютерами;
— какие технические средства обеспечивают работу компьютерной сети;
— какие каналы связи используются в компьютерных коммуникациях;
— о роли модемов и сетевых адаптеров в сети.
Виды компьютерных сетей
Компьютерные сети занимают все более важное место в жизни человечества. Сети могут объединять информационные ресурсы как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, подчас расположенные даже в разных странах. Это и определяет способ соединения компьютеров между собой и соответственно вид сети: локальную, региональную, корпоративную, глобальную.
Локальные сети
Представьте себе компьютерную сеть поликлиники с центральным компьютером, содержащим информацию обо всех пациентах. В кабинете каждого врача находится компьютер, на экран которого, при необходимости, выводятся сведения о конкретном больном. Врач обновляет их, сохраняет в базе данных центрального (главного) компьютера, и они становятся доступными другим специалистам, например физиотерапевту, невропатологу, кардиологу. Кроме того, эта же информация выводится и на компьютер регистратуры, где пациент может заказать себе направление на обследование или на прием к нужному врачу. В компьютере можно также хранить информацию о расписании работы специалистов, выдаче талонов на прием к ним и т. п.
Компьютерной сетью может быть оснащено и торговое предприятие. Тут с ее помощью можно хранить сведения о товарах и их стоимости, обрабатывать информацию о продажах, вести учет качества проданного товара и пр. Вся эта информация хранится централизованно, на сервере.
Компьютерная сеть может объединять компьютеры всей школы, установленные в самых разных рабочих местах: в кабинетах администрации, в библиотеке, в классах информатики и других кабинетах. Можно объединить с помощью сети, например, два или три домашних компьютера учащихся, живущих по соседству.
В офисе, работая в сети, разные сотрудники имеют доступ к одним и тем же внутренним источникам информации для подготовки различных отчетов, составления расписания и планирования общей деятельности предприятия. Специальные сетевые программы позволяют автоматически планировать собрания, подбирая наиболее подходящее для всех работников время, начальник может проверять, выполнены ли его поручения, которые он разослал по сети, и т. п. Все описанные выше примеры сетей предназначены для обработки информации местного значения. Как правило, такие сети связывают компьютеры, расположенные на небольших расстояниях (порядка 50-100 метров) в пределах здания, и потому называют их локальными (местными). Около 90 % информации, циркулирующей в таких сетях, — это информация местной организации.
Локальная сеть — соединение компьютеров, расположенных на небольших расстояниях друг от друга.
Региональные и корпоративные сети
Нередко в том же офисе, школе или поликлинике возникает необходимость получить информацию от других аналогичных организаций. В таких случаях между собой соединяют компьютеры, расположенные не только в одном или нескольких помещениях.
Представьте себе систему хранения информации в библиотеках. Тут необходимо по каждой книге иметь самые разные сведения: название, данные об авторах, издательстве, количество имеющихся экземпляров, аннотацию содержания и пр. Если сделать такую информацию доступной большому количеству библиотек, то можно улучшить обслуживание читателей, усовершенствовать организацию межбиблиотечного фонда для обмена книгами. Объединение библиотек в централизованную компьютерную сеть позволяет обеспечить всем библиотекам доступ к любой необходимой информации о книгах.
С центральной библиотекой может быть связана как библиотека, где имеется только один компьютер, так и библиотека, в которой установлена локальная сеть. Для связи компьютеров может быть использована телефонная линия. Такая сеть уже имеет региональное значение. В качестве примера можно привести сеть библиотек Петербурга и Ленинградской области.
Региональная сеть — объединение компьютеров и локальных сетей для решения общих проблем регионального масштаба.
Вспомним и о том, как заказываются железнодорожные билеты. По запросу любого кассира-оператора на его монитор выводится информация о наличии свободных мест в поезде, стоимости проездных билетов и т. п. По указанию пассажира кассир через сеть вводит в центральный компьютер запрос на приобре тение билета и оформляет его продажу. Причем оплаченное место сразу же изымается из дальнейшей продажи. Представьте себе, что все эти компьютеры не были бы соединены в сеть. Тогда бы совершенно утрачивался смысл их использования, так как после каждого рабочего дня приходилось бы делать общие изменения о наличии свободных мест в каждом отдельном компьютере, сообщать другим кассирам о непроданных билетах и думать, как организовывать продажу билетов на следующий день.
Централизованная сеть легко решает такие проблемы. Продажа билетов на одни и те же маршруты может вестись из нескольких городов. И такую сеть уже нельзя назвать локальной. Она служит для обработки информации одной фирмы или объединения фирм и потому называется корпоративной (от слова «корпорация» — объединение).
Корпоративная сеть — объединение локальных сетей в пределах одной корпорации.
Корпоративные сети предназначаются для обслуживания клиентов в различных удаленных друг от друга пунктах, например в гостиницах. Они могут связывать в пределах одной корпорации филиалы, находящиеся в разных странах. Информация может изменяться работниками, имеющими доступ к ней. Описанные выше сети могут иметь выход в другие внешние сети, например, для того, чтобы получить информацию из удаленных баз данных глобального значения или переслать сообщения по электронной почте в другую сеть, отправить факс.
Глобальные сети
Централизованная обработка данных не всегда надежна, так как выход из строя центрального компьютера может привести к потере важной информации или вообще парализовать на некоторое время работу сети. Поэтому возникла необходимость децентрализованной обработки информации в сети. Разработка средств и методов передачи информации на большие расстояния сделала возможным появление глобальных сетей. Идея их построения заключается в том, что мощные компьютеры связаны между собой и могут обмениваться информацией в трансконтинентальных масштабах.
Серверы глобальных сетей предоставляют другим компьютерам, зарегистрированным на них, доступ не только к своим ресурсам (информационным и программным, электронной почте, компьютерным конференциям), но и к ресурсам других серверов сети и обеспечивают их пользователям возможность работы с информацией за пределами своего компьютера, открывая доступ к ресурсам удаленных машин.
За последние годы глобальные сети объединились между собой, и такое объединение носит название Интернет (Internet). Пользователи Интернета могут найти в этой сети все, что только не пожелают. Это файлы, изображения, звуки, созданные в различных компьютерных средах и хранящиеся в файловых архивах серверов. Их можно копировать на свой компьютер и открывать с помощью приложений, в которых они созданы. Из Интернета можно получать ежедневно меняющуюся информацию: прогнозы погоды, курсы валют, статистические сводки,, репертуар театров и меню ресторанов, любые программы и т. д.
Удаленный доступ (доступ к информации с большого расстояния по сети) позволяет организовать обучение на любом расстоянии (дистанционное обучение). Например, можно проводить урок одновременно в разных школах мира, общаясь непосредственно с каждым присутствующим на таком уроке, или организовать лекции Известных профессоров для широкого круга слушателей из разных стран мира. Связь на расстоянии делает реальными консультации крупных специалистов при проведении хирургических операций, консилиумов, демонстраций этих операций для обучения медицинского персонала.
Особенно привлекательным стало использование глобальных сетей в связи с развитием мультимедийных средств, то есть графики, видео и звукового сопровождения. Документы, содержащие такие компоненты, стали наиболее популярными среди доступной информации в Интернете.
Чтобы не запутаться в огромных потоках информации, на серверах сети существуют специальные поисковые системы. Они осуществляют поиск информации, ее анализ и предоставление пользователю по его запросу адресов местонахождения нужной информации.
Глобальная сеть обеспечивает эффективный доступ к информации в мировых масштабах.
Глобальная сеть — объединения компьютеров, расположенных на удаленном расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов.
Каналы связи для обмена информацией между компьютерами
Основная цель создания любой компьютерной сети (локальной или глобальной) состоит в обеспечении обмена информацией между объектами (серверами и клиентами) сети. Очевидно, что для этого необходимо осуществить связь компьютеров между собой. Поэтому обязательными компонентами любой сети являются всевозможные каналы связи (проводные и беспроводные), для которых используют различные физические среды. В соответствии с этим в сетях различают такие каналы связи, как телефонные и оптоволоконные линии, радиосвязь, космическая связь и др.
Назначение каналов связи в компьютерной сети легко понять, если сравнить их с транспортными каналами системы грузовых или пассажирских перевозок. Транспортировка пассажиров может происходить по воздуху, с помощью железных дорог или водных (морских или речных) путей. В зависимости от среды транспортировки выбирают средство передвижения. Через компьютерные сети транспортируется информация. Среды, в которых происходит связь компьютеров сети, определяют средства соединения компьютеров. Если это среда, требующая телефонной связи, то соединение осуществляется через телефонный кабель. Широко применяются соединения компьютеров с помощью электрических кабелей, радиоволн, оптоволоконных кабелей и т. д.
Все это различные каналы связи. Эффективность связи в компьютерных сетях существенно зависит от следующих основных характеристик (параметров) каналов связи:
♦ пропускной способности (скорости передачи данных), измеряемой количеством бит информации, переданных по сети в секунду;
♦ надежности — способности передавать информацию без искажений и потерь;
♦ стоимости;
♦ возможности расширения (подключения новых компьютеров и устройств).
Сравните характеристики каналов связи, приведенные в таблице 22.1.
Таблица 22.1. Характеристики каналов связи
Из этой таблицы видно, что электрическая кабельная связь имеет большую пропускную способность, чем телефонная. В таблице приведены два вида электрических кабелей. Двужильный кабель (или витая пара) дешевле и имеет более высокую скорость передачи данных, однако не обладает защищенностью от помех.
Коаксиальный (экранированный) кабель имеет лучшую помехозащищенность, и это одна из его важнейших характеристик. Защита от помех требует затрат, поэтому стоимость таких кабелей выше.
Использование электрических кабелей обходится гораздо дороже, чем обычных телефонных каналов. Поэтому электрические кабели применяются в качестве каналов связи на небольших расстояниях, то есть в локальных сетях. В глобальных же сетях наиболее дешевым является телефонный канал. Однако к его основным недостаткам относится низкая помехозащищенность. Из таблицы видно, что наилучшим каналом связи является оптоволоконный кабель, но его стоимость очень высока.
Назначение сетевых адаптеров
Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать компьютерные сигналы в сигналы физических сред, то есть сделать возможным их передачу по электрическим, оптическим, телефонным путям. Например, при передаче информации по оптоволоконному кабелю компьютерные данные будут преобразованы в оптические сигналы. Для этого используют специальные технические устройства — сетевые адаптеры.
Сетевые адаптеры (сетевые карты) — технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.
Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида канала связи нужен свой тип сетевого адаптера.
Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адаптером другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без чего невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, каждый сетевой компьютер отбирает из общего потока лишь те данные, которые предназначены для него. Этот отбор производится в соответствии с адресом компьютера.
Существуют также и программные средства, которые выставляют сетевые адреса компьютеров. Разработано большое количество специальных сетевых системных оболочек. Эти надстройки позволяют назначать адреса компьютеров, заказывать нужное количество пользователей сети, если сеть ограничена по количеству клиентов, разрешать либо запрещать доступ к каталогам или аппаратным ресурсам для различных компьютеров-клиен- тов в сети, предоставляя им определенные права, и пр. В этих программах также предусмотрена возможность защиты информации. Одни каталоги можно делать доступными только для чтения, другие — для чтения и записи информации, а какие-то — вообще скрыть, сделав недоступными. В последнем случае пользователям видна лишь часть информации сервера. Сетевые программы позволяют предоставлять разным пользователям разные права доступа. Эта мера необходима для обеспечения сохранности информации и соблюдения ее конфиденциальности.
Назначение модема
Отличительной особенностью глобальной сети является значительное удаление компьютеров друг от друга. Для их связи широко используются телефонные линии и модемы. Телефонная сеть передает звуки человеческих голосов (в виде аналоговых сигналов). Цифровые сигналы от компьютера модем преобразовывает (модулирует) в сигналы, которые могут передаваться по телефонной сети, и на другом конце соединения они принимаются другим модемом и преобразуются (демодулируются) из аналоговых в цифровые сигналы компьютера.
Модем — устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).
Модем соединяет компьютер с телефонной линией. Для работы с ним в оперативную память должна быть загружена специальная управляющая программа — драйвер модема. С ее помощью производится настройка соответствующих параметров модема (установка модема), без чего работа с ним, а значит, и связь с сетью невозможна.
На другом конце телефонной линии должен быть также подключен модем, присоединенный к другому компьютеру. Тогда компью- тер-приемник сможет принимать сигналы из сети, то есть модем используется в глобальной сети вместо сетевого адаптера. Если компьютер является клиентом сети, то у него должен быть определен адрес компьютера, к которому он обращается как к серверу. Эти установки выполняются при настройках протокола и программного обеспечения.
Модемы бывают внешние (выполненные в виде отдельного блока и подключаемые к системному блоку через последовательный порт) и внутренние (в виде платы, устанавливаемой в гнездо материнской платы). Различаются они максимальной скоростью передачи данных.
Распространенные сейчас среди пользователей модемы имеют скорости 28 800, 33 600, 56 ООО бит в секунду. Выпускаются также и модемы с более высокими скоростями обмена.
Поскольку модемы используются вместо сетевых адаптеров в сетях, где каналами связи служат телефонные линии, их можно применять на таких участках сети, которые охватывают большие расстояния. Если модем использовать для длительной работы в сети, то придется занимать телефонный канал. Связь по телефонным каналам ненадежна, и, кроме того, скорость передачи по ней не так высока, как по кабелям. Поэтому в локальных сетях для соединений принято использовать электрические кабели.
Роль протоколов при обмене информацией в сетях
Для того чтобы информация, переданная одним компьютером, была понята другим компьютером после ее получения, необходимо было разработать единые правила передачи данных в сети, называемых протоколами. При их разработке учитывались все проблемы связи и вырабатывались стандартные алгоритмы доставки информации.
При любой транспортировке необходимо строго соблюдать правила. Какие правила, например, должны быть выполнены при перевозке пассажиров на поездах? Пассажиры покупают билеты и занимают указанные в них места. Иначе в вагонах начнется беспорядочное перемещение пассажиров, желающих занять места получше. Пассажир не имеет права провозить с собой тигров, медведей и прочих диких животных. Для перевозки домашних животных существуют свои правила. Проводник обязан следить за санитарным состоянием вагона и санузла, наличием воды, иначе пассажиры могут приехать на свою станцию больными. Поезд следует согласно расписанию, делая необходимые остановки. При переезде в европейские страны у вагонов заменяются колеса для проезда по узкоколейным путям (иначе поезд сойдет с рельсов). Видите, как много всего нужно предусмотреть при транспортировках. То же самое и при передаче информации.
В самом деле, передача данных — сложный процесс, и его можно рассматривать на разных уровнях. Мы не будем обсуждать их все подробно. Однако коснемся некоторых вопросов.
Протокол передачи устанавливает соглашение между взаимодействующими компьютерами. Для того чтобы связь между компьютерами была установлена, необходимо задать их адреса. Эти адреса определяются сетевыми адаптерами, номерами телефонов и программами связи. Правила образования адресов компьютеров в глобальной сети должны быть абсолютно одинаковыми, несмотря на то что компьютеры в сети могут быть разнородными и использовать различные операционные системы.
Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому они разделяются на блоки (пакеты) информации строго определенной длины. Каждый такой блок сопровождается служебной информацией, включая опознавательные знаки его начала и конца. Протоколы передачи содержат механизм распознавания начала и конца блока. Они управляют потоками данных, распределяют их, выстраивают в очереди. На другом конце приемник информации должен работать по тем же правилам (протоколам). Только тогда компьютеры поймут, что передают друг другу.
Каждый пакет получает номер, чтобы распознать ошибочно переданную или потерянную во время связи информацию, а так-же чтобы запросить заново именно тот пакет, с пересылкой которого возникли проблемы. Можно сравнить передачу этих пакетов с доставкой посылок по почте в одинаковых ящиках и со стандартным оформлением адреса. Ведь каждая посылка тоже сопровождается служебной информацией. Если вам присылают несколько посылок и одна из них не дошла, вы ее, конечно, можете запросить.
В связи с многочисленными задачами, которые должны решаться стандартным образом, различают разного вида протоколы передачи данных, коррекции и исправления ошибок и пр.
В сети Интернет действует международный протокол TCP/IP, созданный в 70-е годы. Управление сетью — децентрализованное. Это значит, что при выходе из строя любого узла (компьютера) сети сохраняется функционирование всех остальных компьютеров. Пакеты данных перемещаются по сети к компьютеру с нужным адресом и при возникновении аварии одного из компьютеров автоматически направляются по другому маршруту. Для получателя совершенно не важно, по какому маршруту тот или иной пакет дойдет до него. На месте назначения они соединятся в одно целое. Так что пакеты могут достичь адресата и обходными путями.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие виды сетей существуют?
2. Каково назначение каждого вида сетей?
3. Чем отличаются сети с терминалами и центральной машиной от компьютерных сетей?
4. Что называют клиентом, а что сервером?
5. Придумайте примеры использования локальной сети.
6. Придумайте примеры использования корпоративной сети.
7. Придумайте примеры использования глобальной сети.
8. Назовите основные виды каналов связи.
9. Что учитывается при организации сети?
10. Как соединять компьютеры в одном помещении?
11. Определите время, за которое будет передан файл размером 6 Мбайт по коаксиальному кабелю9 по телефонной сети и по оптоволоконному кабелю.
12. Почему в компьютерных сетях используются телефонные линии?
13. Что такое сетевая карта?
14. Что такое модем? Какие модемы бывают?
15. Для чего нужны сетевые адаптеры и модемы?
16. Опишите функции и характеристики модемов.
17. Почему пользователи стремятся купить модемы с большей скоростью передачи?
18. Где лучше использовать модем, а где сетевой адаптер для организации сети?
19. Что называется протоколом? Расскажите о функциях протоколов передачи.
Урок 39
Контрольная работа
1. Каким образом соединяются компьютеры в локальных сетях?
2. Могут ли компьютеры одного предприятия образовывать глобальную сеть?
3. Чем отличается сервер от рабочей станции?
4. Каковы отношения между компьютерами в одноранговых сетях?
5. Каковы отношения между компьютерами в сетях с выделенным сервером?
6. Что такое Интранет?
7. Чем отличается корпоративная сеть от локальной сети?
8. Каково назначение глобальной сети?
9. Что такое хост-компьютер?
10. В чем суть децентрализованной обработки информации в глобальных сетях?
Возможности глобальной сети Интернет
Контрольные вопросы и задания
1. Назовите системы, образующие мировую информационную сеть Интернет.
2. Что определяет местоположение ресурсов в Интернете?
3. Что такое идентификатор ресурса?
4. Какие идентификаторы ресурсов вам известны?
5. Является ли идентификатор http:// обязательным при указании URL-адреса?
6. Для чего нужен сетевой адрес?
7. Назовите компоненты сетевого адреса.
8. Для чего используются сетевое имя и пароль?
9. Какие сходства и различия есть у телеконференций и электронной почты?
10. Что такое «оп line»? Где используется этот термин?
11. Что означает набор символов «ICQ»?
12. Что такое ICQ# в интернет-пейджинге?
13. Объясните, из каких компонентов состоит следующий адрес: www.mira.com/Learn-English-Fast/russian.html.
14. Какова роль гипертекста на страницах всемирной паутины?
15. Что обеспечивает FTP-протокол?
16. Какие образовательные ресурсы Интернета вы знаете?
Этика сетевого общения
Контрольные вопросы и задания
Задания
1. Выберите для примера несколько электронных писем. Проведите анализ их содержания с точки зрения этики переписки. Выявите недостатки, отметьте достоинства.
2. Организуйте телеконференцию между одноклассниками для обмена мнениями о каком-либо фильме, спектакле, музыкальном направлении и т. д. Обратите внимание на этическую сторону общения.
Контрольные вопросы
1. Почему надо соблюдать этику сетевого общения?
2. Каковы общесетевые правила общения?
3. Какими основными правилами надо руководствоваться при электронной переписке?
4. Какие ограничения накладываются на присоединяемые к электронному письму файлы?
5. Как следует вести себя в чате?
6. Какие правила следует соблюдать в телеконференциях?
7. Что, на ваш взгляд, может означать следующий смайлик: :-[]?
8. Что такое «ник» и какова его функция при общении в чатах?
Технология поиска информации в Интернете
Контрольные вопросы и задания
1. Каково назначение программы-браузера?
2. Какие программы-браузеры вам известны?
3. Где пользователь, планирующий поиск в Интернете, может найти адреса URL?
4. Какова технология поиска по рубрикатору поисковой системы?
5. Какова технология поиска по ключевым словам?
6. Какие требования должны соблюдаться при профессиональном поиске информации в Интернете?
7. Когда в критерии поиска надо задавать знаки «+» или «-»?
8. Какие критерии поиска в Яндексе заданы следующей фразой:
(няня | воспитатель | гувернантка) ++(уход | воспитание | присмотр).
9. Что означает удвоение знака (∼∼ или ++) при формировании сложного запроса?
10. Что такое релевантность поиска?
11. Каково назначение метапоисковых систем?
Информационная безопасность сетевой технологии работы
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите основные направления обеспечения информационной безопасности на домашнем компьютере.
2. В чем суть организационных мер информационной безопасности?
3. Какие антивирусные программы вам известны?
4. Что означает термин «спам»? Приведите примеры «спама».
5. Чем опасен «спам» для пользователя?
6. Как осуществить защиту от нежелательной корреспонденции?
7. Что такое файрвол? Зачем нужен файрвол на домашнем компьютере?
8. Как можно проверить достоверность информации, полученной через Интернет?
Что такое децентрализованная сеть?
Децентрализованная сеть, основа технологии блокчейн, относится к сетевой архитектуре, которая распределяет хранение и обработку данных между несколькими машинами (узлами), а не использует один централизованный сервер. В этом руководстве мы разберем значение децентрализованных сетей, разницу между централизованными и децентрализованными сетями, преимущества децентрализации и многое другое. Давай же приступим.
Знакомство с децентрализованными сетями
В децентрализованной сети рабочую нагрузку, а именно обработку информации и хранение данных, берут на себя несколько узлов по всей сети. Таким образом, пользователям сети не приходится полагаться на удаленный сервер, как это происходит в централизованной сети, которая является моделью, используемой сегодня. Прежде чем мы окунемся в децентрализованные сети, давай сделаем несколько шагов назад, поймем путь интернета и изучим, как был проложен путь к децентрализованным сетям.
Путь к децентрализованным сетям: Краткая история
В 1989 году Тим Бернерс-Ли необратимо изменил мир, когда представил концепцию “распределенной гипертекстовой системы”, которая со временем превратилась во Всемирную паутину и первую версию интернета – web 1.0 (она же Syntactic Web) Следовательно, у пользователей не было возможности общаться или взаимодействовать с производителями контента, а только потреблять его. Некоторые яркие примеры этой первой стадии интернета включают MySpace и LiveJournal. Вторым этапом эволюции интернета стал веб 2.0 (он же социальный веб), который предложил пользователям доступ “чтение-запись”, что позволило им взаимодействовать с информацией, делиться информацией, общаться с другими пользователями и создавать контент. Facebook, Instagram, Twitter, Skype, YouTube и многие другие платформы стали мощными катализаторами этого второго поколения интернета и позволили соединить более миллиарда пользователей друг с другом, одновременно давая им возможность создавать контент, а не просто потреблять его.
Однако эти платформы отвечают за регулирование значительной части всего контента, размещаемого в сети. Согласно отчету о глобальных интернет-феноменах, более половины (57%) всего трафика в интернете приходится на долю горстки компаний: Google, Netflix, Facebook, Apple, Amazon и Microsoft. Для многих именно так веб был централизован и взят под контроль небольшим количеством организаций, поскольку значительная часть контента в сети проходит через их серверы. Эти корпорации не только предоставляют приложения и платформы, с помощью которых пользователи могут взаимодействовать с интернетом, но и обладают единоличной властью над тем, что публикуется, возможностью вводить цензуру и единоличным правом собственности на цифровой след пользователей. Из-за растущей монополии рынка и слишком большого количества данных в руках немногих, дебютировал третий этап интернет-революции – веб 3.0 (он же семантический веб), чтобы вернуть пользователям контроль над их данными, деятельностью и цифровыми активами через децентрализованные сети. Децентрализованная сеть – это переосмысление интернета под руководством сообщества, где пользователям предлагается доступ к чтению-записи-исполнению при взаимодействии с децентрализованными приложениями, что позволяет им обеспечить большую конфиденциальность данных, запретить монетизацию данных третьими лицами и восстановить свободу слова в цифровой сфере.
Централизованные и децентрализованные сети: Ключевые различия
Существует несколько основных различий между централизованными и децентрализованными сетями, но прежде чем мы их рассмотрим, важно сначала получить фундаментальное представление об этих двух понятиях.
Что такое централизованная сеть?
Централизованная сеть управляется единственным органом, который может быть как частным лицом, так и корпорацией. Этот орган отвечает за поддержание сети, обеспечение вычислительной мощности для этого, регулирование пользователей и установление правил. Большая часть интернета, включая такие платформы, как YouTube, Twitter и Facebook, является централизованной. Централизованная сеть строится вокруг главного сервера, который берет на себя все хранение данных и запуск всех процессов в централизованной сети. В централизованных сетях также есть рабочие станции с меньшей вычислительной мощностью, которые подключены к главному серверу. Клиентские серверы (пользователи сети) подключаются к главному серверу через рабочие станции и отправляют свои запросы данных на обработку. Главные серверы обычно обладают огромными вычислительными мощностями, которых достаточно для управления большим количеством пользователей и интенсивным трафиком данных.
Что такое децентрализованные сети?
Основное различие между централизованной и децентрализованной сетью заключается в том, что последняя полагается на обслуживание множества серверов, а не одного главного сервера. В централизованной сети клиенты не могут выступать в роли серверов, так как для выполнения обработки им требуется специфическое оборудование и достаточная вычислительная мощность. В децентрализованной сети любое устройство может выступать и как клиент, и как сервер, а это значит, что рабочая нагрузка распределяется между всеми пользователями сети. Компьютеры сегодня обладают значительно большей вычислительной мощностью, чем раньше, и децентрализованные сети могут использовать это, чтобы превратить каждое задействованное устройство в мини-центральный сервер, который затем может быстро и последовательно взаимодействовать друг с другом. Полностью децентрализованная и распределенная сеть равномерно делит владение данными и вычислительную мощность между участвующими единицами. Таким образом, веб может быть размещен через одноранговую сеть с распределением и хранением информации по всему миру, позволяя узлам общаться друг с другом без управляющей организации.
| Факторы | Централизованная сеть | Децентрализованная сеть |
| Вмешательство третьей стороны | Вмешательство третьей стороны для облегчения коммуникации между различными узлами. | Отсутствие вмешательства третьей стороны. Узлы взаимодействуют друг с другом напрямую. |
| Прозрачность | Меньшая прозрачность, так как данные хранятся в центральном месте. | Полная прозрачность благодаря технологии распределенных бухгалтерских книг (DLT) |
| Безопасность | Уязвимая. Целью является центральная точка, которая разблокирует доступ ко всей системе. | Безопасная. Крах одного узла никак не влияет на другие узлы сети. |
| Масштабируемость | Легко масштабировать, подключая к системе больше серверных узлов. | Сложно масштабировать, так как каждый узел должен иметь возможность обрабатывать повышенный трафик. |
Преимущества децентрализованных сетей
Децентрализованные сети приносят свежие решения проблем, которые возникают из-за тесно переплетенных централизованных сетей. Децентрализованная сеть как таковая выступает за сотрудничество и свободу, обеспечивая при этом повышенную конфиденциальность, гибкость и масштабируемость.
Решение проблемы одноточечного сбоя
Одно из главных последствий децентрализованных сетей на практике – они помогают сдерживать или полностью устранять проблемы одноточечных сбоев. Централизованные сети зависят от главного сервера/узла, который обрабатывает всю информацию и хранит все пользовательские данные. Клиентские узлы не смогут отправить или запросить какую-либо транзакцию данных, что вызовет перебои в обслуживании и ощущение ненадёжности для пользователей. Это может стать особенно сложной проблемой для серверов, осуществляющих финансовые операции. Распределяя обработку данных между несколькими узлами в сети, децентрализованная сеть обеспечивает почти безотказную работу. Если узел обработки отключится, рабочая нагрузка просто будет выполнена другими узлами децентрализованной сети.
Большая конфиденциальность
Конфиденциальность данных вызывает все большее беспокойство среди пользователей интернета, так как корпорации активизировали свои усилия по монетизации личных данных пользователей. Несмотря на введенные нормативные акты, решающие эти вопросы, централизованные сети по-прежнему хранят большое количество конфиденциальных данных на своих серверах – эту проблему децентрализованные и распределенные сети могут решить, распространяя хранение данных между несколькими сторонами внутри сети в зашифрованном виде. Тот факт, что обработка данных происходит не через одну точку, а распределяется между несколькими узлами, также делает поток данных более трудно отслеживаемым, что впоследствии снижает риск злонамеренных атак.
Борьба с цензурой
Концентрация власти в централизованных сетях, особенно в контексте платформ, управляемых контентом, таких как Twitter, горячо обсуждалась в последние несколько лет. По своей природе такие сети более склонны к злоупотреблению в политических целях, и многие использовали их для подавления инакомыслия. Несмотря на то, что для отлова вредоносного контента и языка вражды необходимы регулирующие мероприятия, растут опасения по поводу участия так называемых “больших технологий” в подавлении свободы слова. Власти централизованных сетей, таких как Meta, не только обладают властью удалять определённые типы контента, но и могут настраивать алгоритмы для управления видимостью с небольшим бременем ответственности. Децентрализованные сети снимают проблему такого контроля, передавая управление пользователям, которые, в свою очередь, могут определять достоверность информации в сети с помощью определенных механизмов голосования. Таким образом, подотчетность не только восстанавливается, но и может быть разделена.
Недостатки децентрализованных сетей
Несмотря на важнейшие недостатки, централизованные сети с иерархией “сверху вниз” оказываются эффективнее децентрализованных систем в плане обслуживания и управления. Эти вопросы выступают в качестве основных проблем, с которыми пытаются справиться децентрализованные сети, наряду с трудностями внедрения.
Дорогостоящее техническое обслуживание
Поскольку децентрализованные сети полагаются на более чем один сервер, настройка и обслуживание узлов обходится значительно дороже по сравнению с централизованной сетью, если возникает необходимость в исправлении или отладке. В частности, в распределенных сетях резкое изменение серверов будет означать, что обновление каждого отдельного узла в децентрализованной сети требует замечательной координации администраторов сети, которые потенциально разбросаны по всему земному шару.
Недостаточная эффективность
Несмотря на свои проблемы, иерархия “сверху вниз”, по которой управляются централизованные сети, достаточно эффективна, особенно во время кризиса. В децентрализованной сети, с другой стороны, отсутствуют ключевые авторитеты, и ей может не хватать скорости и координации, необходимых для решения экстренных проблем, а также требуется значительно больше времени для принятия коллективного решения.
Децентрализация в игре: блокчейн
Технология блокчейн в настоящее время является крупнейшим экспериментом, проверяющим эффективность и устойчивость децентрализованной сети. С момента создания сети Ethereum решения на основе блокчейна – от децентрализованных приложений до децентрализованных автономных организаций и децентрализованной торговли криптовалютами – в разной степени были приняты многими как частными лицами, так и корпорациями. Решения такого рода реализуют и изучают реальные применения децентрализованных сетевых моделей, исследуя при этом их пределы и потенциал. Самое главное, блокчейн создал постоянно растущее сообщество разработчиков, трейдеров и энтузиастов, которые постоянно вносят творческие решения и улучшения в технологию.Будет ли будущее децентрализованным? Сложно сказать, будет ли будущее полностью децентрализованным или нет, поскольку модели как таковые не обязательно согласуются и удовлетворяют всевозможные требования бизнеса. Но, в то же время, широкое внедрение децентрализации и пропорциональных гибридных моделей далеко не является трубопроводной мечтой.
Будет ли будущее децентрализованным?
Трудно сказать, будет ли будущее полностью децентрализованным или нет, поскольку модели как таковые не обязательно выравниваются и удовлетворяют каждый вид бизнес-требований. Но в то же время широкое внедрение децентрализации и пропорциональных гибридных моделей далеко не является мечтой конвейера.
Как работает децентрализованная сеть?
Вместо того чтобы полагаться на один сервер, который берет на себя всю работу по обработке и хранению данных, децентрализованная сеть распределяет рабочую нагрузку между несколькими узлами внутри сети. Каждый из этих узлов работает как мини-центральный блок, взаимодействуя с другими узлами независимо друг от друга.
Что такое децентрализованная сеть в криптовалюте?
Криптовалюты полагаются на децентрализованные сети, или бухгалтерские книги, где каждый член сети поддерживает копию бухгалтерской книги и осуществляет проверку и аутентификацию коллективно. Децентрализованная сеть создает бездоверительную среду, в которой члены сети могут торговать криптовалютой без руководящего органа.
Является ли Ethereum децентрализованной?
Ethereum — это децентрализованная блокчейн-платформа, позволяющая участникам совершать сделки друг с другом посредством самоисполняющихся протоколов, называемых смарт-контрактами. Его родная криптовалюта не выпускается и не управляется центральным органом.
Возможен ли децентрализованный интернет?
Теоретически возможно децентрализовать интернет, обновив инфраструктуру, протоколы и общее управление интернетом. На данный момент нет широкомасштабных усилий по проведению этих изменений.
В чем ключевое различие между централизованными и децентрализованными сетями?
При обсуждении технологии блокчейн часто всплывает термин «децентрализованная сеть». Но многим людям до сих пор трудно объяснить, что такое децентрализованная сеть, есть ли разница между централизованными и децентрализованными сетями и какие преимущества имеют эти сетевые структуры перед централизованными сетями. В чем ключевое различие между централизованными и децентрализованными сетями? Основное различие между централизованными и децентрализованными сетями заключается в том, что последние полагаются на обслуживание множества серверов, а не одного централизованного главного сервера. Но также существует несколько других различий между Централизованными и Децентрализованными сетями