Взаємодія компонентів комп’ютерної мережі.

Топологія мереж.

Топологія — де геометрична схема з’єд­нання вузлів мережі. Найбільшого поширення набули мережі з такою топологією: кільце, шина (магістраль), зірка, дерево, повнозв’язкова.

У мережах з шинною топологією канал зв’язку, що з’єднує комп’ютери в мережу, утворює розімкнену лінію, на кінцях якої встановлюються спеціальні заглушки (термінатори). Дані від вузла-передавача поширюються по каналу в обох напрямках до кінців каналу. Дані одночасно отримують всі вузли. Вузол-приймач роз­пізнає дані, призначені для нього, і читає їх. Шинна топологія характеризується стійкістю роботи в разі несправності окремих вузлів, можливістю нарощування. Разом з тим мережі цього типу мають невелику довжину.

У кільцевій топології вузли з’єднані послідовно один з одним і утворюють кільце. Сигнали передаються в одному напрямку по кільцю і проходять через мережний адаптер кожного комп’юте­ра. Кожний комп’ютер виступає у ролі повторювача: приймає сигнали і передає наступному. Кільцева топологія має ряд пере­ваг: простота виявлення несправних ділянок, автоматичне під­твердження прийому, можливість використання різних фізичних каналів на різних ділянках, забезпечення гарантованого доступу до каналу навіть у дуже завантаженій мережі.

Основними недоліками кільцевої топології є: залежність на­дійності мережі від усіх ділянок каналу, складність розширення мережі без переривання її функціонування, затримка сигналу в мережних адаптерах.

 

 

Тема 3: Комутація в комп'ютерних мережах. Повідомлення, маршрут, формат.

Комутація у комп’ютерних мережах.

Комплекс заходів, при­значених для передачі інформації (даних) між абонентами мере­жі, задіяні при цьому апаратні і програмні засоби мережі, назива­ються комутацією. Іншими словами, комутація — це технологія передачі даних у комп’ютерних мережах.

Передача інформації (даних) по комп’ютерній мережі здійс­нюється послідовно через кілька вузлів. Кожний вузол комутує, тобто підключає, з’єднує вхідний канал, по якому приходить па­кет даних, з одним з вихідних каналів. Комутація — основне функ­ціональне призначення вузла. Залежно від методів комутації, мережі поділяються на мережі з комутацією каналів, повідомлень і пакетів.

У мережах з комутацією каналів між передавачем і прийма­чем повідомлень заздалегідь, до початку передачі, встановлюєть­ся фізичне нерозривне з’єднання, тобто утворюється наскрізний тракт із послідовно з’єднаних окремих фізичних каналів.

До недоліків цього способу належить:

ü неефективне використання ресурсів мережі, оскільки під час перерв у передачі (коли абонент обробляє інформацію, що надійшла, готує відповідь), ні одна з ділянок тракту не може бути використана для передачі даних між інши­ми абонентами мережі;

ü зниження пропускної спроможності мережі у цілому через монопольне виділення каналів зв’язку;

ü великий час встановлення зв’язку між абонентами;

ü пропускна спроможність всього тракту передачі визнача­ється каналом з мінімальною пропускною спроможністю.

У мережах з комутацією повідомлень інформація передаєть­ся у вигляді повідомлень, які містять заголовок і дані за маршру­том, що визначається кожним вузлом мережі.

Маршрутом нази­вається шлях руху повідомлення між вузлами. Для проходження повідомлень по мережі дані мають бути оформлені у певному фор­маті. Формат повідомлення і процедура його застосування визна­чаються мережними протоколами. Між передавачем і приймачем повідомлень фізичний наскрізний тракт передачі не встановлюється, а передавач передає повідомлення в сусідній вузол комутації. Повідомлення приймається цим вузлом і розміщується у його пам’яті. Вузол комутації за адресою приймача, що міститься у за­головку, визначає маршрут, тобто наступний вузол, куди має бути передане повідомлення. Процес прийому, обробки і передачі по­відомлення повторюється послідовно всіма вузлами на маршруті від абонента-передавача до абонента-приймача (адресата) повідомлення.

Взаємодія компонентів комп’ютерної мережі.

Можливість функціонування різнотипних комп’ютерів у складі комп’ютерної мережі можна забезпечити у тому випадку, якщо ці комп’ютери відповідають певним єдиним системним стандартам, які б за­безпечували єдність інтерфейсів і правил взаємодії. Різні міжна­родні організації ведуть розробку таких стандартів і впроваджен­ня їх на практиці. Одним з таких стандартів є еталонна модель взаємодії відкритих систем (Open System Interconnection reference model — OSI).

Модель базується на трьох базових поняттях:

ü системах, що відображають реальні комп’ютери, які нада­ють чи споживають мережні ресурси;

ü прикладних процесах, що характеризують ці інформацій­ні ресурси;

ü з’єднаннях, що забезпечують обмін інформацією між при­кладними процесами.

 

Відкрита система — це система, що взаємодіє з іншими сис­темами згідно з прийнятими стандартами.

Згідно з моделлю відкритих систем стандартизація апаратних

і програмних засобів проводиться на підставі протоколів.

Прото­кол — це ієрархічна взаємозв’язана система правил взаємодії.

Основу моделі відкритих систем ОБІ складає багаторівнева ор­ганізація взаємодії. Згідно з цією моделлю у комп’ютерній мере­жі може використовуватися до семи рівнів взаємодії: прикладний (application), представницький (presentation), сеансовий (session), транспортний (transport), мережний (network), канальний (data link), фізичний (physical).

Прикладний, сьомий рівень, є найвищим рівнем в ієрархії, оскіль­ки безпосередньо зв’язаний з прикладними процесами і обслуговує взаємодію між ними. Цей рівень забезпечує взаємодію (інтерфейс) між прикладними програмами і мережею. На цьому рівні оброб­ляють дані в тому вигляді, як вони надходять від прикладного процесу і доставляються в інших прикладний процес.

Представницький рівень забезпечує перетворення формату, синтаксису даних для їх передачі мережею. Іншими словами, здій­снюється перетворення (трансляція) з різних мов, форматів, ко­дів, з якими працюють різнотипні комп’ютери, у форму, придат­ну для передачі мережею.

Сеансовий рівень забезпечує керування передачею інформації між прикладними процесами. Він дозволяє звертатися до будь- якого процесу за його іменем, незалежно від того, на якому ком­п’ютері знаходиться цей процес.

Транспортний рівень визначає адресацію фізичних пристро­їв у мережі. Однак, головним завданням цього рівня є забезпечен­ня ефективних, зручних і надійних форм передачі інформації. Часто інформація ділиться на окремі блоки — кадри або пакети, які пересилаються мережею від одного комп’ютера до іншого.

На мережному рівні визначаються маршрути руху пакетів каналами мережі, керування інформаційними потоками, виявлен­ня помилок передачі і повідомлення про них.

На канальному рівні здійснюється відповідне оформлення па­кетів даних і надійна передача через фізичний канал.

Найнижчий, фізичний рівень, забезпечує взаємодію комп’ю­тера з фізичним каналом. На цьому рівні формуються сигнали, тобто фізичні процеси, що несуть інформацію.

 

Питання:

1) Що таке комутація?

2) Види комутації.

3) Недоліки.

Відповіді:

1) Комутація це - Комплекс заходів, при­значених для передачі інформації між абонентами мере­жі, задіяні при цьому апаратні і програмні засоби мережі.

2) Комутація каналів, Комутація повідомлень, Комутація пакетів, Комутація комірок.

3) До недоліків цього способу належить:

ü неефективне використання ресурсів мережі, оскільки під час перерв у передачі (коли абонент обробляє інформацію, що надійшла, готує відповідь), ні одна з ділянок тракту не може бути використана для передачі даних між інши­ми абонентами мережі;

ü зниження пропускної спроможності мережі у цілому через монопольне виділення каналів зв’язку;

ü великий час встановлення зв’язку між абонентами;

ü пропускна спроможність всього тракту передачі визнача­ється каналом з мінімальною пропускною спроможністю.

Тема 4: Глобальна комп'ютерна мережа Інтернет. Взаємодія об'єктів в Інтернеті.

Світова глобальна комп’ютерна мережа Інтернет — це об’єд­нання глобальних, регіональних та локальних мереж, окремих комп’ютерних систем і комп’ютерів, які використовують для об­міну інформації комплекс стандартних правил взаємодії (прото­колів).

Взаємодія об’єктів в ІнтернетІ

Як уже зазначалося, Інтернет є системою, що об’єднує локаль­ні, регіональні мережі, окремі комп’ютери. Всі ці об’єкти мають кожний свої особливості і характеристики апаратних і програм­них засобів.

Основним завданням, яке необхідно вирішити, створюючи такі неоднорідні системи, є забезпечення сумісності устаткування за електричними і механічними характеристиками і сумісності про­грамних засобів і даних за форматом, системою кодування тощо.

Вирішення цієї проблеми у мережі Інтернет ґрунтується на моделі відкритих систем (OSI). Згідно з цією моделлю стандартизація апаратури і програмного за­безпечення здійснюється на підставі ієрархічної системи протоко­лів, тобто комплексу норм і правил взаємодії. У мережі Інтернету згідно з моделлю OSI можуть використовуватися до семи рівнів взаємодії.

Основу системи OSI в Інтернеті складає комплекс протоко­лів TCP/IP. Основна властивість, яка забезпечується TCP/IP, можливість передачі даних від вузла до вузла у структурі, що постійно змінюється і складається з різнорідних елементів.

Свою назву ТСР/IР отримав від двох протоколів. Це Transmission Control Protocol (TCP) — протокол транспортного рівня, який ви­значає, як відбувається передача інформації, та Internet Protocol (IP) — адресний протокол мережного рівня, що визначає куди передається інформація.

Протокол TCP.

Згідно з протоколом TCP дані, які відправля­ються, поділяються на невеликі пакети, після чого до кожного пакета додаються адреси відправника та одержувача, а також відо­мості, необхідні для того, щоб правильно зібрати документ з па­кетів на комп’ютері одержувача.

Протокол IP. За протоколом IP здійснюється адресація і марш­рутизація пакетів у мережі. Для цього кожний користувач му­сить мати свою унікальну адресу (ІР -адреса). IP -адреса служить ідентифікатором комп’ютера споживача і складається з чотирьох чисел, розділених крапками. Чотири числа IP -адреси передають­ся чотирма байтами. На кожному вузлі мережі за чотирма числа­ми IP -адреси визначається маршрут відправлення пакетів у да­ний момент, з урахуванням умов зв’язку, пропускної спроможності каналу, наявної черги. Таким чином, пакети навіть одного доку­мента можуть передаватися незалежно один від одного різними маршрутами і каналами.

 

Питання:

1) Скільки і які рівні існують у відкритих системах?

2) Що таке протокол ТСР/IР?

Відповіді:

1) У мережі Інтернету згідно з моделлю OSI можуть використовуватися до семи рівнів взаємодії:

Прикладний, фізичний, сеансовий, транспортний, мережний, канальний, представницький.

2) Transmission Control Protocol (TCP) — протокол транспортного рівня, який ви­значає, як відбувається передача інформації.

Тема 5: Система адресації в інтернеті. Цифрова та доменна.

Для обміну інформацією кожному комп’ютерові необхідно мати свою адресу. В Інтернеті використовуються два типи адрес: циф­рові, або IP-адреси, і доменні. Розглянемо структуру кожного з типів.

IP-адреса аналогічна поштовому індексу, що містить інформа­цію про місто (перші три цифри) і поштове відділення у ньому (другі три цифри). IP-адреса складається з чотирьох чисел, розділе­них крапками, наприклад 198.162.201.204. Кожне з чисел займає один байт, тобто вісім двійкових розрядів, тому може набувати значення від 1 до 255. Ліва частина IP-адреси визначає конкретну мережу в Інтернеті й називається мережним ідентифікатором (англ. network ID). Права частина IP-адреси визначає конкретний ком­п'ютер у цій мережі і називається ідентифікатором комп’ютера (англ. host ID). Залежно від того, скільки байтів у IP-адресі відведено під мережний ідентифікатор ■ один, два, або три, розрізняють відпо­відно класи А, В, С ІР-адрес.

IP-адреси використовують програмні засоби мережі для пересилання інформації між комп’ютерами. Однак для сприйняття користувачем IP-адреса незручна. Людина краще сприймає і за­пам’ятовує слова, а не числа. Тому користувачі працюють з до­менними адресами — унікальними іменами комп’ютерів у мере­жі. Доменна адреса, так само як і IP-адреса, складається з частин, розділених крапками. На відміну від IP-адреси, яка уточнює міс­це призначення зліва направо, доменна адреса робить це у зворот­ній послідовності — справа наліво: спочатку йде ім’я комп’ютера, а потім ім’я мережі, в якій він знаходиться.

Щоб користувачам Інтернету було зручніше зв’язуватися один з одним, весь простір адрес розділено на області — домени.

Щоб мережний комп’ютер «зрозумів», куди слід передати по­відомлення, доменна адреса має бути перетворена в IP-адресу. Таке перетворення здійснюється на спеціальних серверах мережі, де зберігаються таблиці відповідності між доменними адресами і ІР- адресами. Такі сервери називаються DNS-серверами. DNS-сервери розміщені по всій мережі Інтернету. Кожний з них зберігає інфор­мацію про велику кількість комп’ютерів. Якщо IP-адреса потріб­ного комп’ютера невідома даному DNS-серверу, він звертається

до найближчого сусіднього DNS-сервера, і далі, доки не буде знай­дена потрібна адреса. Адресу одного з DNS-серверів користувач має вказати під час настройки комп’ютера для роботи в Інтернеті.

Питання:

1) Які системи адресації застосовуються в інтернеті?

2) Охарактеризувати основні служби інтернету.

Відповіді:

1) В Інтернеті використовуються два типи адрес: циф­рові, або IP-адреси, і доменні.

2) Користувач може скористатися різними послугами (сервісами), які надає йому через свої служби Інтернет.

Тема 6-7: Служби інтернету. Протокол FTP. Мережевий протокол передачі новин. Електронна пошта. Поштова адреса в інтернеті.

Пересилання файлів згідно з протоколом FTP (File Transfer Protocol). Ця служба дає змогу надсилати і отримувати текстові файли і файли з інформацією у вигляді двійкових чисел будь якими клієнтами Інтернету, згідно з протоколом FTP.

Протокол FTP — це протокол передачі файлів, один із перших послуг Інтер­нету. Встановивши зв’язок з віддаленим комп’ютером, користувач може скопіювати довільний файл, що міститься на цьому комп’ю­тері, на свій комп’ютер або зі свого на віддалений комп’ютер.

Gopher — це удосконалена система пересилання файлів. На відміну від FTR, вона працює з файлами, що розміщені на чис­ленних комп’ютерах, а також дає змогу за допомогою меню не тільки переглянути списки ресурсів, але і переслати потрібний матеріал, причому знати, де він знаходиться, не обов’язково. Gopher — це одна з найбільш повних систем перегляду, інтегро­вана з іншими системами (FTR, Telnet). Мережні засоби за допо­могою розподілених індексів зв’язані в єдину систему, що назива­ється Gopherspace (Gopher-простір). Доступ до ресурсів Gopher- простору здійснюється за допомогою запропонованих меню, а по­шук — за допомогою спеціальних пошукових програм.

Електронна пошта (E-mail). Електронна пошта — одна з найпопулярніших і найпоширеніших послуг в Інтернеті. Потоки інфор­мації Інтернету складаються, в основному, з електронної кореспон­денції, і багато людей, підключившись до Інтернету, користуються, в основному, саме цією послугою. В Інтернеті кожне поштове по­відомлення складається з двох частин: заголовка і тіла. Заголо­вок повідомлення містить службову інформацію: адресу відправни­ка, адресу отримувача, дату і час відправки тощо. Тіло повідомлення містить основний текст.

Поштова адреса в Інтернеті складається з двох частин, розділе­них знаком @: ім’я користувача @ ім’я комп’ютера. Існує багато прикладних програм, що реалізують поштову службу в Інтернеті: Mail, Eudora, Microsoft Exchange, Outlook Express та ін.

Mail Lists (списки розсилання). Дану послугу створено на осно­ві протоколу електронної пошти. Підписавшись на списки розсилання, можна регулярно отримувати електронною поштою повідомлення на певні теми: науково-технічні та економічні огляди, презентація нових апаратних і програмних засобів тощо.

Питання:

1) Назвіть основні служби інтернету.

2) Що таке Mail Lists?

3) Послуга інтернету e-mail, з чого вона складається..

Відповіді:

1) FTP, e-mail, Gopher, Mail Lists, FTR, Telnet.

2) Mail Lists - списки розсилання, створено на осно­ві протоколу електронної пошти.

3) В Інтернеті кожне поштове по­відомлення складається з двох частин: заголовка і тіла.

Тема 8-9: Послуга www - всесвітня павутина. Мережевий протокол передачі новин. Створення гіпертекстових документів.

Web -сторінки.

Послуга WWW (World Wide Web — всесвітня павутина). W WW сдиний інформаційний простір, що складається з со­тень мільйонів гіпертекстових електронних документів, що збері­гаються на WWW — серверах у різних куточках земної кулі.

Окремий гіпертекстовий документ називається Web-сторінкою. Група тематично об’єднаних сторінок утворюють Web-вузол або Web-сайт. Для передачі в Інтернеті використовується протокол http (hyper text transfer protocol).

Гіпертекстовим документом називають документ, у якому є гіперпосилання. Що ж таке гіперпосилання? Ще задовго до появи комп’ютерів автори у книгах і статтях користувалися примітка­ми. Якщо коло певного слова автор поставить знак примітки, то внизу сторінки під таким самим знаком розміщено пояснення вжи­того терміна. Крім пояснення, і це дуже важливо, містилося поси­лання на інші джерела (книги, статті, дисертації тощо), де можна більш докладно ознайомитися з даною темою. Гіперпосилання є по­дальшим розвитком цієї ідеї на новій технічній базі із застосуван­ням нових засобів.

Гіперпосилання реалізуються таким чином: слово або термін у документі виділяється кольором або формою шрифту. З цим виділеним словом зв’язаний інший документ, який детальніше пояснює цей термін і може бути розміщений на сервері в іншій частині світу. Цей гіпертекстовий документ, у свою чергу, пов’я­заний з іншим документом через гіперпосилання. Таким чином, у гіпертекстовому документі немає ні початку ні кінця. Такі до­кументи утворюють єдину взаємозв’язану систему, яка нагадує павутину, що покриває весь світ.

Для створення гіпертекстових документів використовується спеціальна мова HTML (Hyper Text Markup Language).

Крім тексту, на Web-сторінках можуть розміщуватися графічні зображення (картини, фотографи), звукова та відеоінформація, анімаційні об’єкти тощо. Посилання також можуть бути на інфор­мацію будь-якого роду.

У всіх ресурсів Інтернету, в тому числі у Web-сторінок, є своя адреса, яка задається за допомогою URL (Uniform Resource Locator

— уніфікований локатор (визначник положення) ресурсів). URL

стандарт, прийнятий в Інтернеті для визначення місця знаходжен­ня будь-якого ресурсу. URL складається з трьох частин: Схема, Хост, Шлях.

Схема описує протокол прикладної програми. Найчастіше ви­користовується протокол передачі гіпертекстових документів http. За назвою протоколу ставляться символи://.

Хост — це доменне ім’я комп’ютера, на якому знаходиться ресурс.

Шлях — це повний маршрут до документа і, можливо, його ім’я.

Перегляд Web-сторінок і перехід від одного до іншого доку­мента через гіперпосилання здійснюються за допомогою спеціаль­них програм з графічним інтерфейсом — браузерів. Найпоширенішими Web-браузерами в наш час є Internet Explorer фірми Microsoft і Netscape Navigator фірми Netscape.

Щоб орієнтуватися у гігантських потоках інформації, які над­ходять до користувача через браузери, і вибрати потрібну, створе­ні спеціальні пошукові програми, які знаходяться на пошукових серверах. Отримати доступ до них просто, достатньо знати їх URL.

Послуга Telnet (віддалений доступ). Служба Telnet дає змогу одному комп’ютеру, підключеному до Інтернету, отримати від­далений доступ до іншого комп’ютера, також підключеного до Інтернету. Служба Telnet використовується, здебільшого, для до­ступу до баз даних, відкритих для широкої публіки: каталогів бібліотек і електронних дошок об’яв. Часто за допомогою цієї служ­би здійснюють дистанційне керування складними технічними об’єктами: телескопами, відеокамерами, промисловими роботами. У минулому ця послуга широко використовувалася для проведен­ня складних математичних розрахунків і обчислень на віддаленому супер-комп’ютері.

Послуга IRC.

Служба IRC (Internet Relay Chat — трансля­ція бесід в Інтернеті) дає змогу спілкуватися з реальними людьми поштою повідомлення на певні теми: науково-технічні та економічні огляди, презентація нових апаратних і програмних засобів тощо.

Питання:

1) Дати визначення WWW.

2) Що таке Web-сторінка?

3) Що таке гіпертекстовий документ?

4) Що включає в себе гіперпосилання?

5) Адреса Web-сторінки, з чого вона складається?

6) Перегляд Web -сторінки, послідовність перегляду.

7) Для чого існують браузери?

8) У чому суть послуги Telnet?

Відповіді:

1) WWW — єдиний інформаційний простір, що складається з со­тень мільйонів гіпертекстових електронних документів, що збері­гаються на WWW — серверах у різних куточках земної кулі.

2) Web-сторінкою називається окремий гіпертекстовий документ.

3) Гіпертекстовим документом називають документ, у якому є гіперпосилання.

4) Слово або термін у документі виділяється кольором або формою шрифту.

5) Крім тексту, на Web-сторінках можуть розміщуватися графічні зображення (картини, фотографії), звукова та відеоінформація, анімаційні об’єкти тощо. Посилання також можуть бути на інфор­мацію будь-якого роду.

6) Перегляд Web-сторінок і перехід від одного до іншого доку­мента через гіперпосилання здійснюються за допомогою спеціаль­них програм з графічним інтерфейсом —браузерів.

7) Браузери створені для перегляду Web-сторінок і перехіду від одного до іншого доку­мента через гіперпосилання.

8) Служба Telnet дає змогу одному комп’ютеру, підключеному до Інтернету, отримати від­далений доступ до іншого комп’ютера, також підключеного до Інтернету.

 

 

Література

Гуржий А.М., Поворознюк Н.И., Самсонов В.В. Информатика и информационные технологи. Учебник для учащихся профессионально-технических учебных заведений. – Харьков: ООО «Компания СМИТ»; 2003. – 352 с.