Билет 13

Оглавление

Компьютерные сети

Изобретенные за все прошедшие столетия средства дистанционной передачи информации получили названия «телекоммуникации» (от греч. tele — вдаль, далеко, лат. communicatio  — общение). К ним относятся ставшие уже привычными для всех радио, телевидение, телефон, телеграф, телетайп, телефакс, а также появившиеся совсем недавно компьютерные телекоммуникации. 

Во времена холодной войны в 1957 г. американское правительство разработало программу DARPA, в котором предполагалось создание такой систёмы связи между различными военными ведомствами, способными сохранять автономность в случае ядерной войны с СССР. Именно эти идеи легли в основу созданной в конце шестидесятых годов сети, ARPANET объединявших учебные заведения страны. Первоначально сеть использовалась лишь для передачи файлов и электронных  сообщений.

В сеть могут объединяться компьютеры различных типов. Компьютер, подключенный к сети, на котором работает ее пользователь, называют обычно рабочей или терминальной станцией, т. е., это компьютер, через который пользователь получает доступ к сети. Существуют компьютеры, которые используются как управляющие центры в сети, с которыми не работает непосредственно пользователь. Такие компьютеры называют серверами. Сервер имеет ресурсы и осуществляет управление ими, обеспечивая доступ к ним от других узлов сети. 

Модем  (МОдулятор/ДЕМодулятор) — специальное устройство прёобразования (модуляции) сигналов на выходе компьютера в сигналы, которые могут

передаваться по телефонной сети, и обратного преобразования (демодуляции) при приеме информации на компьютер. Одной из важнейших характеристик модема является скорость передача данных. Скорость, передачи  данных определяет, какое количество информации (бит) модем может передавать/принимать за единицу времени (секунду)

(Mailer) - программа, осуществляющая собственно пересылку файлов и почты. 

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к различным ресурсам.

В зависимости от количества компьютеров, входящих в сеть, и от разделяющего их расстояния, сети могут относиться к следующим типам:

• соединение двух ПК (псевдосеть);

• локальная сеть— соединение нескольких ПК, находящихся, как правило, в одном здании или в соседних зданиях;

• региональная сеть, соединяющая компьютеры, расположенные в пределах города, региона;

• глобальная сеть, соединяющая компьютеры, расположенные в разных странах и на разных континентах.

Аппаратные средства работы в сетях:

• линии связи (кабели, радиосвязь, спутниковая связь);

• сетевые карты;

• модемы;

• серверы — компьютеры, выделенные для управления сетевыми ресурсами.

Файл-сервер является ядром локальной сети. Этот компьютер (обычно высокопроизводительный мини-компьютер) запускает операционную систему и управляет потоком данных, передаваемых по сети. Отдельные рабочие станции и любые совместно используемые периферийные устройства, такие, как принтеры, — все подсоединяются к файл-серверу.

Каждая рабочая станция представляет собой обычный персональный компьютер, работающий под управлением собственной дисковой операционной системы. Однако в отличие от автономного персонального компьютера рабочая станция содержит плату сетевого интерфейса и физически соединена кабелями с файлом-сервером. Кроме того, рабочая станция запускает специальную программу, называемой оболочкой сети, которая позволяет ей обмениваться информацией с файл-сервером, другими рабочими станциями и прочими устройствами сети. Оболочка позволяет рабочей станции использовать файлы и программы, хранящиеся на файл-сервере, так же легко, как и находящиеся на ее собственных дисках.

Сетевые протоколы — соглашения о правилах обмена данными по сетям.

Характеристики каналов связи:

 МЕТОДЫ ДОСТУПА И ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ  

В различных сетях существуют различные процедуры обмена данными в сети. Эти процедуры называются протоколами передачи данных, которые описывают методы доступа к сетевым каналам данных.  

Наибольшее распространение получили конкретные реализации методов доступа: Ethernet, Arcnet и Token-Ring.

Метод доступа Ethernet  

Это метод доступа, разработанный фирмой Xerox в 1975 году, пользуется наибольшей популярностью. Он обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность. 

Для данного метода доступа используется топология "общая шина". Поэтому сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными, подключенными к общей шине. Но сообщение, предназначенное только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и адрес станции отправителя) . Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.  

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий (конфликтов) (CSMA/CD — Carier Sense Multiple Access with Collision Detection) .

Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу. 

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.

Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80-100 станций.

Программные средства работы в сетях:

• операционная система, поддерживающая режимы работы в сети;

• коммуникационные программы, поддерживающие сетевые протоколы.

Браузеры — программы, обеспечивающие взаимодействие и адаптацию скачиваемой информации к параметрам данного компьютера. (Microsoft Internet Explorer, Opera)

Основные средства обмена информацией в глобальных сетях (сетевые услуги):

• электронные доски объявлений (BBS)

• электронная почта (е-mail);

• телеконференции, или группы новостей (NewsGroup);

• обмен файлами между компьютерами (протокол FTP);

• параллельные беседы в Интернете (IRC);

• поисковые системы Всемирной паутины (WWW),

Система навигации — это совокупность программ, позволяющих пользователю ориентироваться во всём многообразии информации, размещённой в сети.

Гипертекст — система взаимосвязанных текстов, переход между которыми осуществляется при активизации выделенных специальным образом фрагментов текста (слов рисунков и пр.)

В WWW к информационным ресурсам можно обращаться по гиперссылкам и непосредственно по адресу.

Переход по гиперссылкам осуществляется с помощью специальных поисковых программ — браузеров или навигаторов в сети.

Система адресации в WWW носит название URL.

Структура адреса следующая:

• <тип_ связи>: //<имя требуемого сервера> (Например: http://www.yandex.ru/)

• Типы_ связи соответствуют стандартным услугам Интернета;

• Имя_требуемого_сервера может включать в себя несколько уровней, разделённых точками. Первый уровень, как правило, — обозначение страны (располагается последним в имени), второй обозначение организации, третий отдела организации и т. ц. Кроме того, в адресе могут быть указаны имя требуемого каталога, путь к фалу. 

Связь между конечными узлами, подключенными к различным кабельным и логическим сегментам, обеспечивается промежуточными системами — активными коммуникационными устройствами (эти устройства имеют не менее двух портов):

повторитель (repeater) - устройство работающее на первом уровне OSI;

мост (bridge) - устройство работающее на втором уровне OSI и объединяющее различные сегменты одной сети;

маршрутизатор (router) - устройство работающее на третьем уровне OSI и предназначенное для передачи информации (пакетов) между сетями.

коммутатор (switch) - по сути многопортовый мост;  

ТОПОЛОГИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ  

Каждая сетевая технология имеет характерную для нее топологию соединения узлов сети и методы доступа к среде передачи (media access method). Различают физическую топологию, определяющую правила физических соединений узлов (прокладку реальных кабелей), и логическую топологию, определяющую направления потоков данных между узлами сети. Логическая и физическая топологии относительно независимы друг от друга. Например Ethernet на витой паре и повторителях, физически представляет собой звезду, а логически - шину. WiMax, физически - шина (общая среда передачи), а логически - звезда (используется поллинг).  

Термин "топология сети" относится к пути, по которому данные перемещаются по сети. Существуют три основных вида топологий: "общая шина", "звезда" и "кольцо".

Топология "общая шина" предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. В случае "общая шина" кабель используется совместно всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные.  

В топологии "общая шина" все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, подключенными к сети. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом. Поиск неисправностей в кабеле затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.  

На рисунке показаны компьютеры, соединенные звездой. В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству.

При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией "звезда", при этом получаются разветвленные конфигурации сети.  

С точки зрения надежности эта топология не является наилучшим решением, так как выход из строя центрального узла приведет к остановке всей сети. Однако при использовании топологии "звезда" легче найти неисправность в кабельной сети.  

Используется также топология "кольцо". В этом случае данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получит данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу. Если данные предназначены для получившего их компьютера, они дальше не передаются.  

Локальная сеть может использовать одну из перечисленных топологий. Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий. Можно также объединить несколько локальных сетей, выполненных с использованием разных топологий, в единую локальную сеть. Может, например, древовидная топология.

Физические топологии — шина (bus), звезда (star), кольцо (ring), дерево (tree), сеть (mesh) — иллюстрирует рис. 

 Профессии:

Системный аналитик занимается бизнес-моделированием, построением систем. Так же как веб-дизайн - частный случай дизайна, для системного аналитика веб-сайт - только одна из возможных сфер деятельности. Широкой публике эта профессия мало известна. Но сайт становится проектом только в том случае, если у разных исполнителей появляется один дирижер, он учитывает нужды клиента, составляет план проекта, распределяет задания между специалистами. Ведь дизайнер хочет сделать красиво, не задумываясь над тем, сколько будут грузиться его картинки, у программиста тоже множество собственных идей, усложняющих структуру сайта и не всегда понятных для юзера.

Иначе говоря, менеджер проектов занимается больше практической частью, а системный аналитик - теоретической. 

Старший системный администратор:

Требуемые навыки

Сильные межличностные и коммуникативные навыки; способен к написанию предложений и бумаг, работе в контактах с производителями, ведению презентаций для клиентов или подготовке профессиональных презентаций, работе с высшим менеджментом.

Способен решать проблемы быстро и полностью.

Способен определять задачи, которые должны быть автоматизированы, и затем писать инструменты для их автоматизации.

Ясное понимание операционной системы.

Умеет программировать на, как минимум, одном, лучше двух административных языках, (shell, Perl, Tk) и переносить программы на C с одной платформы на другую, писать небольшие программы на C.

Ясное понимание сетевых сред/сред распределенных вычислений, понимание принципов маршрутизации, программирования клиент/сервер, и дизайна целостных сетевых файловых систем.

Требуемый опыт:

Более 5 лет опыта системного администрирования.

Желательно:

Степень в компьютерной науке или смежной области. Предпочтительна высокая степень.

Обширный опыт программирования на применимом языке.

Публикации в области системного администрирования.

Соответствующие обязанности:

Проектирует/реализует сложные локальные и глобальные сети.

Управляет большой сетью.

Работает под прямым руководством высшего управленческого звена.

Устанавливает/рекомендует политики и процедуры использования и обслуживания системы.

Выполняет техническое руководство и/или надзор над системными администраторами, системными программистами, или др.

Имеет решающий авторитет при покупках и отвечает за обоснование покупок.

Локальная сеть   МОУ СОШ № 1 ст. Курской – имеет топологию «звезда», скорость передачи в локальной сети – 100 Мбит/с

подключена к сети Интернет через модем ADSL, скорость передачи в сети – 12 Кбит/с