Geum.ru

В сети интернет

Вид материалаУчебно-методическое пособие
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   22

1.6. Аппаратные компоненты вычислительных сетей


Интернет состоит из многих тысяч компьютерных сетей, которые построены по разным технологиям.

Сетевая плата, также известная как сетевая карта, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер, NIC (англ. network interface controller) – периферийное устройство, позволяющее компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время сетевые платы интегрированы в материнские платы для удобства и удешевления всего компьютера в целом.

Мультиплексор – комбинационное устройство, обеспечивающее передачу в желаемом порядке цифровой информации, поступающей по нескольким входам на один выход.

Повторитель (repeater) предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые.

Многопортовый повторитель часто называют концентратором (hub, concentrator), что отражает тот факт, что данное устройство реализует не только функцию повторения сигналов, но и концентрирует в одном центральном устройстве функции объединения компьютеров в сеть.

Концентратор, имеющий всего два порта, называют мостом.

Сетевой коммутатор или свитч (switch) – устройство, предназначенное для соединения нескольких узлов компьютерной сети в пределах одного сегмента. В отличие от концентратора, который распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным, коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю, исключение составляет широковещательный трафик всем узлам сети. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости (и возможности) обрабатывать данные, которые им не предназначались.

Шлюз (gateway) используется для соединения сетей. Чаще всего, это выделенный компьютер, на котором установлено специальное программное обеспечение. Шлюзы преобразуют данные, поступающие из одной компьютерной сети, чтобы другая компьютерная сеть их распознавала.

Маршрутизатор (router) – это ещё одно устройство, также работающее на стыке сетей. Он решает, по которому маршруту следует отправить поступивший пакет.

Шлюзование и маршрутизация позволяют каждой организации, с одной стороны, свободно выбирать тот тип сети, который наилучшим образом подходит под их задачи и денежные средства, а с другой стороны, обеспечивает соединение этой сети с сетями других типов.

Пропускная способность линии характеризует максимально возможную скорость передачи данных по линии связи. Пропускная способность измеряется в битах в секунду – бит/с, а также в производных единицах, таких как килобит в секунду (Кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с) и т.д. Пропускная способность линий связи и коммуникационного сетевого оборудования традиционно измеряется в битах в секунду, а не в байтах в секунду. Это связано с тем, что данные в сетях передаются последовательно, то есть побитно, а не параллельно, байтами, как это происходит между устройствами внутри компьютера. Такие единицы измерения, как килобит, мегабит или гигабит, в сетевых технологиях строго соответствуют степеням 10 (то есть килобит – это 1000 бит, а мегабит – это 1 000 000 бит), как это принято во всех отраслях науки и техники.

Как примерно рассчитать время нужное для скачивания информации объёмом в 700 мегабайт (стандартный объём avi-фильма)? Имеется пропускная способность канала 512 килобит в секунду, или 64 килобайт в секунду. Посчитаем, сколько будет качаться 700 мегабайт при такой пропускной способности: 64 килобайт в секунду * 60 секунд = 3840 килобайт в минуту, зная, что 1000 килобайт равно 1 мегабайту, делим 3840 на 1000 и получаем 3,84 мегабайт в минуту. Умножаем 3,84 мегабайт на 60 минут, получаем 230 мегабайт в час. Несложно посчитать, что 700-мегабайтный фильм при таком раскладе будет качаться примерно 3 часа. Также несложно посчитать, что те же 700 мегабайт при безлимитном тарифном плане 1 мегабит/c скачаются в 2 раза быстрее, так как пропускная способность тарифа в 2 раза больше.

1.7. Программные компоненты вычислительных сетей


Программное обеспечение, называемое протоколами обмена данными, – важнейшая часть сетевых технологий.

Протокол – совокупность правил, регулирующих порядок совершения процедуры.

TCP/IP – это единый набор протоколов передачи данных, который должна использовать каждая сеть, если она хочет войти в сообщество интернет-сетей. Именно благодаря использованию единого протокола сеть Интернет так успешно функционирует и бурно развивается. В названии TCP/IP отражены имена двух главных сетевых протоколов (весь набор протоколов шире):

IP (Internet Protocol) – межсетевой протокол (протокол маршрутизации, транспортный протокол). Определяет основные правила, которым должны следовать компьютеры для обмена данными: формат пакетов (IP-дейтаграмм), формат адресов компьютеров сети, маршрут пакета, правила обработки пакетов маршрутизаторами и компьютерами сети.

TCP (Transmission Control Protocol) – протокол контроля передачи данных. Он обеспечивает надежность передачи данных. Интернет построен так, что пакеты следуют к месту назначения различными маршрутами и прибывают в конечную точку в другом порядке, нежели отправлялись, они могут теряться и дублироваться. Протокол TCP устраняет все возникающие проблемы и обеспечивает сборку всех пакетов в единое сообщение.

Каждый подключенный к Интернету компьютер должен быть оснащен программным обеспечением TCP/IP.

Так как же работает протокол TCP/IP (Ти-Си-Пи-Ай-Пи)? Предположим, требуется передать информацию с одного компьютера, подключенного к Интернет, на другой компьютер. Протокол TCP разбивает информацию на порции и нумерует их, чтобы при получении можно было правильно собрать информацию. Например, при разборке деревянного сруба нумеруют бревна, чтобы быстро собрать дом в другом месте. Далее с помощью протокола IP все части передаются получателю, где с помощью опять протокола TCP проверяется, все ли части получены. Порядок прихода частей может быть нарушен, так как отдельные части могут путешествовать по Интернет самыми разными путями. После получения всех частей TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

Для протокола TCP неинтересно, какими путями информация путешествует по Интернет. Это интересно протоколу IP. Точно так же, как при перевозке отдельных пронумерованных бревен неважно, какой дорогой их везут. Узнать отправителя и получателя информации можно из служебной информации, которую протокол IP добавляет к каждой полученной порции информации. По аналогии с почтой, данные помещаются в конверт или в пакет, на котором пишется адрес получателя. Далее протокол IP так же, как и обычная почта, обеспечивает доставку всех пакетов получателю. При этом скорость и пути прохождения разных конвертов могут быть различными. Интернет часто изображают в виде размытого облака. Вам неизвестны пути прохождения информации, но правильно оформленные IP-пакеты доходят до получателя.

Следует понимать, что в Интернет нет одной-единственной и непрерывной цепочки передачи информации с разными ветвями-нитями.

Интернет – сеть распределённая, она и впрямь напоминает паутину. Мухи, попав в сотканную пауком паутину, своим «трепыханием» передают информацию о своем пленении пауку, причем сразу по многим ветвям паутины. И даже если часть нитей паутины оборвана, паук узнает о попавшейся в его сеть мухе по подергивающимся многочисленным нитям, оставшимся в целости и сохранности. Примерно так же обстоит дело и в Интернете. Одна и та же информация может передаваться разными путями, поэтому так живуч Интернет. На базовых стандартах TCP/IP основываются другие стандарты, такие как протокол электронной почты SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). SMTP даёт возможность пользователям, подключённым к Интернету, обмениваться электронной почтой. Благодаря этому и другим стандартам можно передавать электронную почту из одного места в другое, причем не только сообщения, но и программы, графику, звук, видео и другие типы данных.