Введение

Одна из основных потребностей человека - потребность в общении, которое становится возможным, когда люди понимают друг друга. Для этого изучают языки, овладевают культурой общения, используют современные средства и методы связи. Под коммуникацией в широком смысле понимают процесс, путь и средства передачи какого-либо объекта или сообщения с одного места на другое. Коммуникации могут быть организованы с использованием разных передающих сред, например водные и воздушные коммуникации, газопровод, железные и шоссейные дороги и др.
Неоценимую помощь людям оказывают компьютерные сети, появление которых ознаменовало новую эру в истории развития коммуникаций. С появлением компьютерных сетей стали говорить о компьютерных коммуникациях, понимая под этим обмен всевозможной информацией с помощью компьютеров. Они все больше входят в нашу жизнь, в одних случаях вытесняя, а в других - дополняя уже имеющиеся. Находясь далеко друг от друга, вы обмениваетесь письмами по почте - в компьютерной сети такой вид коммуникации известен как электронная почта. Для обсуждения некоей важной проблемы, вы организуете собрание, совещание, конференцию. Соответствующий вид коммуникации есть и в компьютерной сети. Это телеконференция. Компьютерные коммуникации во многом напоминают традиционные, но при этом существенно сокращается время доставки почты, более оперативно организуется связь, расширяется возможность общения с большим кругом людей, появляется оперативный доступ к мировым хранилищам информации.
Компьютерные коммуникации обеспечиваются с помощью компьютерных сетей: локальных, региональных, корпоративных, глобальных.
На лекции Вы узнаете, чем они различаются между собой и что собой представляет их аппаратное обеспечение, а именно: какие компоненты обеспечивают работу сети, какие используются каналы связи, что такое модем и сетевой адаптер, какую роль в компьютерных сетях играют протоколы и многое другое.

Компьютерные сети. Основные сведения.

Телекоммуникация (от греч. tele - "вдаль", далеко~ и лат. communicato- "связь") - это обмен информацией на расстоянии.
Радиопередатчик, телефон, телетайп, факсимильный аппарат, телекс и телеграф - наиболее распространенные и привычные нам сегодня примеры технических средств телекоммуникации.
Позже к ним прибавилось еще одно средство - это компьютерныекоммуникации, которые получают сейчас все более широкое распространение. Они обещают потеснить факсимильную и телетайпную связь подобно тому, как последние вытеснели телеграф.

Компьютерные коммуникации – обмен информацией на расстоянии с помощью компьютерных сетей.

В наши дни компьютерные сети обретают все более важное значение в жизни человечества, их развитие весьма перспективно. Сети могут объединять и делать доступными информационные ресурсы как небольших предприятий, так и крупных организаций, занимающих удаленные друг от друга помещения, подчас даже в разных странах.

Компьютерные сети – система компьютеров, связанных каналами передачи информации.

Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:
- обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
- обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.
Например, все участники локальной сети могут совместно использовать одно общее устройство печати - сетевой принтер или, например, ресурсы жестких дисков одного выделенного компьютера - файлового сервера. Аналогично можно совместно использовать и программное обеспечение. Если в сети имеется специальный компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, он называется файловым сервером.

Сети по размерности делятся на локальные, региональные, корпоративные, глобальные

локальная сеть (LAN - Local Area Network) – соединение компьютеров, расположенных на небольших расстояниях друг от друга (от нескольких метров до нескольких км). ПК в таких сетях расположены в одном помещении, на одном предприятии, в близко расположенных зданиях.
Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети , объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

региональная сеть (MAN - Metropolitan Area Network) – объединение ПК и локальных сетей для решения общей проблемы регионального масштаба. Региональная вычислительная сеть связывает компьютеры, расположенные на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать компьютеры внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки - сотни километров.
Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.) создают, так называемые корпоративные сети . Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft)

корпоративные сети - объединение локальных сетей в пределах одной корпорации.

Потребности формирования единого мирового информационного пространства привели к созданию глобальной компьютерной сети Интернет.

глобальные сети (WAN - Wide Area Network) – система связанных между собой локальных сетей и ПК пользователей, расположенных на удаленных расстояниях, для общего использования мировых информационных ресурсов.
Информационные сети создают реальную возможность быстрого и удобного доступа пользователя ко всей информации, накопленной человечеством за всю историю.

По типу среды передачи сети разделяются на:

Проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
- беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.
По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером (иерархические сети).
Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов - компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

Общая схема соединения компьютеров в локальные сети называется топологией сети . Существует всего 5 основных типов топологии сетей:

1. Топология ШИНА. В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной. Структура типа «шина» проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

2. Топология ЗВЕЗДА . В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (хабом), который находится в центре сети. К неисправностям кабельной системы «звезда» более устойчива. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. В настоящее время такая структура является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.

3. Топология КОЛЬЦО . В сетях с кольцевой топологией данные в сети передаются последовательно от одной станции к другой по кольцу, как правило, в одном направлении. Если компьютер распознает данные как предназначенные ему, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии - простота управления, недостаток - возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.

4. Ячеистая топология . Для ячеистой топологии характерна схема соединения компьютеров, при которой физические линии связи установлены со всеми рядом стоящими компьютерами. В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей. Достоинства данной топологии в ее устойчивости к отказам и перегрузкам, т.к. имеется несколько способов обойти отдельные узлы.
5. Смешанная топология . В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольные подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Принципы функционирования различных электронных сетей примерно одинаковы:

1. Сеть состоит из связанных между собой ПК
В большинстве случаев сеть строится на основе нескольких мощных компьютеров, называемых серверами. К серверам глобальной сети обычно подключены серверы и соответственно сети второго порядка (региональные), третьего порядка (корпоративные), четвертого порядка (локальные), а к ним – пользователи отдельных компьютеров – абоненты (клиенты) сети. Заметим, что сети не всех промежуточных уровней (например, корпоративных) обязательны.

2. ПК связаны между собой каналами связи
Основная цель создания любой компьютерной сети состоит в обеспечении обмена информацией между объектами (серверами и клиентами) сети. 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.

Рассмотрим основные типы каналов. Некоторые из них являются взаимоисключающими, некоторые могут описывать один канал с разных сторон.
Каналы бывают цифровые и аналоговые.
К аналоговым каналам можно отнести обыкновенный телефонный канал. Для его использования необходимо специальное устройство - модем, преобразующее цифровую информацию в аналоговую. Аналоговые каналы сильно подвержены влиянию помех и обладают малой пропускной способностью (несколько десятков килобайт в секунду). Сейчас наблюдается тенденция по замене всех аналоговых каналов на цифровые, причем не только в компьютерных сетях, но и в телефонных.
Каналы делятся также на выделенные и коммутируемые .
При использовании коммутируемой линии соединение формируется на время передачи данных, а по окончании этой передачи - разъединяется. Коммутируемой является связь по обычной телефонной линии.

Выделенная линия работает по-другому:
соединение является постоянным, все­да позволяет передать данные от одного компьютера к другому. Выделенные линии отличаются от коммутируемых высокой скоростью (до десятков Мегабит в секунду) и высокой ценой аренды.
По физическому устройству каналы подразделяются на электрические проводные, оптические и радиоканалы.
Проводные каналы представляют собой соединение электрическим кабелем, возможно сложно устроенным. Во всех таких каналах применяется передача данных при помощи электрических импульсов.

Оптические каналы связи базируются на световодах. Сигнал же передается при помощи лазеров.

Радиоканалы действуют по тому же принципу, что радио и телевидение.
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 (бит в секунду называется бод) ;
Средняя пропускная способность – измеряется в среднем за определенный промежуток времени (для большого файла)
Гарантированная пропускная способность – минимальная пропускная способность, которую обеспечивает канал (для видеофайлов)
- надежности - способности передавать информацию без искажений и потерь;
- стоимости;
- возможности расширения (подключения новых компьютеров и устройств).

Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать компьютерные сигналы в сигналы физических сред.
Например, при передаче информации по оптоволоконному кабелю представленные в компьютере данные будут преобразованы в оптические сигналы, для чего используются специальные технические устройства – сетевые адаптеры.

Сетевые адаптеры (сетевые карты)- технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи.
Если канал связи – телефонная линия, то при приеме – передачи информации используется модем.

Модем – (модулятор – демодулятор) – устройство для преобразования цифровых сигналов ПК в звуковые (аналоговые) сигналы телефонной линии и наоборот.
Основная характеристика модема: скорость приема – передачи информации (измеряется бит в сек). Современные модемы имеют скорость приема-передачи информации– 33600 бит в сек., 57600 бит в сек.

3. Работа сети осуществляется по протоколам
Для того, чтобы информацию, переданную одним ПК, понял другой ПК, необходимо было разработать единые правила, называемые протоколами.

Протокол – набор соглашений о правилах формирования и передачи сообщений, о способах обмена информацией между ПК, о правилах работы различного оборудования в сети

Существует 2 типа протоколов Интернет: базовые и прикладные протоколы .

базовые протоколы, отвечающие за физическую пересылку электронных сообщений любого типа между компьютерами Internet (IP и TCP). Эти протоколы настолько тесно связаны между собой, что чаще всего их обозначают термином «протокол TCP/IP»;

прикладные протоколы более высокого уровня, отвечающие за функционирование специализированных служб Internet: протокол HTTP (передача гипертекстовых сообщений), протокол FTP (передача файлов), протоколы электронной почты и т. д.
В техническом понимании TCP/IP – это не один, а два сетевых протокола. TCP – это протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он определяет, куда происходит передача данных.

4. Работу ПК в сети обеспечивают сетевые программы, обычно организованные по модели клиент – сервер:

сервер – программа, предоставляющая услуги, клиент – программа, потребляющая услуги сервер - программы

IP -адреса

Информация, которой обмениваются ПК делится на пакеты. ПАКЕТ – это "кусочек" информации, содержащий адрес отправителя и получателя.
A. Множество пакетов образует поток информации, который принимается пользовательским ПК
B. Затем "разрозненные пакеты", прибывшие из сети собираются в единый "пучок" клиентской программой Вашего ПК (например, браузером Microsoft InterNet Explorer)
C. Для того, чтобы пакет нашел своего адресата - каждому ПК присваивается IP-адрес (при регистрации у провайдера). IP-адрес содержит 4 байта (32 разряда), разделенных точками или 4 числа от 0 до 255. Легко подсчитать, что общее количество различных IP-адресов составляет более 4 млрд.:232 = 4294967296.

lР -адрес "читается" справа налево. Обычно самая правая цифра означает конкретный компьютер, а остальные цифры показывают номера сетей и подсетей (т. е. локальных сетей).
Иногда это может быть не так, но в любом случае, если адрес представим в двоичном виде, то какая-то часть самых правых битов определяет конкретный компьютер, а остальные обозначают сети и подсети, к которым относится компьютер.

Пример . 192.45.9.200. Адрес сети - 192.45; адрес подсети - 9; адрес компьютера - 200.
Пакет содержит адрес получателя и адрес отравителя, а затем вбрасывается в сеть.
Маршрутизаторы определяют маршрут следования пакетов.

Доменная система имен

Компьютеры легко могут связаться друг с другом по числовому IP-адресу, однако человеку запомнить числовой адрес нелегко, и для удобства была введена Доменная Система Имен (DNS - Domain Name System).
Доменная система имен ставит в соответствие числово­му IP-адресу каждого компьютера уникальное доменное имя. Доменные адреса присваиваются в Центре сетевой информации Интернет (InterNIC).

Домен (domain – область, район) – определяет множество ПК, принадлежащих какому-либо участку сети Интернет, в пределах которого компьютеры объединены по одному признаку.

Доменный адрес определяет область, представляющую ряд хост-компьютеров. В отличие от цифрового адреса он читается в обратном порядке. Вначале идет имя компьютера, затем имя сети, в которой он находится.
Компьютерное имя включает, как минимум, два уровня доменов. Каждый уровень отделяется от другого точкой. Слева от домена верхнего уровня располагаются поддомены для общего домена.
В системе адресов Internet принято представлять домены географических регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв.
Пример . Географические домены некоторых стран: Франция - fr ; Канада- са ; США - us ; Россия - ru ; Беларусь - by .
Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам. Такие домены имеют трехбуквенное сокращенное название.
Пример . Учебные заведения - edu . Правительственные учреждения - gov . Коммерческие организации – com :

tutor.sp tu.edu . Здесь edu - общий домен для школ и университетов. Tutor - поддомен sp tu , который является поддоменом edu .

World Wide Web

Популярнейшая служба Интернета - World Wide Web (сокращенно WWW или Web), еще называют Всемирной паутиной. Представление информации в WWW основано на возможностях гипертекстовых ссылок. Гипертекст - это текст, в котором содержаться ссылки на другие документы. Это дает возможность при просмотре некоторого документа легко и быстро переходить к другой связанной с ним по смыслу информации, которая может быть текстом, изображением, звуковым файлом или иметь любой другой вид, принятый в WWW. При этом связанные ссылками документы могут быть разбросаны по всему земному шару.
Многочисленные пересекающиеся связи между документами WWW компьютерной паутиной охватывают планету - отсюда и название. Таким образом, пропадает зависимость от местонахождения конкретного документа.
Служба World Wide Web предназначена для доступа к электронным документам особого рода, которые называются Web-документами или, упрощенно, Web-страницами. Web-страница - это электронный документ, в котором кроме текста содержатся специальные команды форматирования, а также встроенные объекты (рисунки, аудио- и видеоклипы и др.).
Просматривают Web-страницы с помощью специальных программ, называемых браузерами , так что браузер - это не просто клиент WWW, служащий для взаимодействия с удаленными Web-серверами, это еще и средство просмотра Web-документов. Так, например, если Web-страница была сохранена на жестком диске, ее можно просмотреть с помощью браузера без подключения к Интернету. Такой просмотр называют автономным.
В отличие от печатных электронных документов, Web-страницы имеют не абсолютное, а относительное форматирование, то есть они форматируются в момент просмотра в соответствии с тем, на каком экране и с помощью какого браузера их просматривают. Строго говоря, одна и та же Web-страница при просмотре в разных браузерах может выглядеть по-разному - это зависит от того, как браузер реагирует на команды, которые встроил в Web-страницу ее автор.
У каждого Web-документа (и даже у каждого объекта, встроенного в такой документ) в Интернете есть свой уникальный адрес - он называется унифицированным указателем ресурса URL (Uniformed Resource Locator) или, сокращенно, URL-адресом . Обратившись по этому адресу, можно получить хранящийся там документ.
В Интернете хранится очень и очень много Web-документов. В последние семь лет наполнение WWW удваивалось каждые полтора года. По-видимому, в ближайшие годы этот темп несколько снизится, но останется достаточно высоким, по крайней мере до рубежа 10 миллиардов. В связи с таким огромным количеством Web-документов, в Сети сегодня существует важная проблема их поиска и отбора - мы рассмотрим ее особо, а пока познакомимся с тем, как формально выглядит адрес URL.
Пример URL: http://klyaksa.net/htm/exam/answers/images/a23_1.gif
Здесь приведен URL-адрес рисунка, находящегося на одной из Web-страниц портала www.klyaksa.net .
URL-адрес документа состоит из трех частей и, в отличие от доменных имен, читается слева направо. В первой части указано имя прикладного протокола, по которому осуществляется доступ к данному ресурсу. Для службы World Wide Web это протокол передачи гипертекста HTTP (HyperText Transfer Protocol). У других служб - другие протоколы. Имя протокола отделяется от остальных частей адреса двоеточием и двумя косыми чертами.
Второй элемент- доменное имя компьютера, на котором хранится данный документ. Со структурой доменного имени мы уже знакомы - его элементы разделяются точками. После доменного имени ставится косая черта.
Последний элемент адреса - путь доступа к файлу, содержащему Web-документ, на указанном компьютере. С записью пути доступа к файлу в операционной системе Windows мы уже знакомы, но здесь есть важное отличие. В Windows принято разделять каталоги и папки символом обратной косой черты «\», а в Интернете положено использовать обычную косую черту «/». Это связано с тем, что Интернет зарождался на компьютерах, работающих в операционной системе UNIX, а там принято разделять каталоги именно так.
С каждой гиперссылкой в Сети связан Web-адрес некоторого документа или объекта (файла с рисунком, звукозаписью, видеоклипом и т. п.). При щелчке на гиперссылке в Сеть отправляется запрос на поставку того объекта, на который указывает гиперссылка. Если такой объект существует по указанному адресу, он загружается и воспроизводится. Если его нет в природе (например, он перестал существовать по каким-то причинам), выдается сообщение об ошибке - тогда можно вернуться на предыдущую страницу и продолжить работу.

Основные службы сети Интернет

1. Электронная почта (E-mail).
Электронная почта (E-mail - Elec­tronic mail, англ. mail - "почта") -самое распространенное и до недавнего времени самое популярное применение Интернет. По оценкам Международного союза электросвязи, число пользователей электронной почтой превышает 50 млн. Популярность электронной почты объясняется не только ее возможностями но и тем, что пользоваться ею можно при любом виде доступа в Интернет, даже самом дешевом.
При использовании электронной почты каждому пользователю присваивается уникальный почтовый адрес, который обычно образуется присоединением имени пользователя к имени самого компьютера. Имя пользователя и имя компьютера разделяет специальный символ @. Например, если пользователь имеет входное имя еmswоrth на компьютере blandings.corn, то его электронный адрес будет иметь вид [email protected].

3. Служба телеконференций (Usenet)
Еще одной из широко используемых услуг, предоставляемых Интернет, являются Usenet news - новости Usenet, которые также часто называют телеконференциями (к телевидению они не имеют никакого отношения, а приставка "теле" обозначает "удаленный", "действующий на дальнем расстоянии"). Они дают воз­можность читать и посылать сообщения в общественные (открытые) дискуссионные группы.
Usenet - это виртуальная, воображаемая сеть, с помощью которой новости передаются между компьютерами - серверами новостей по специальному протоколу NNTP (Network News Transfer Protocol).

4. Служба передачи файлов (FTP) занимается приемом и передачей файлов больших объемов. Служба FTP имеет свои серверы в мировой сети, на которых хранятся архивы данных. Эти архивы могут быть коммерческого или ограниченного доступа, либо могут быть общедоступными.

5. Доступ к удаленному компьютеру (Telnet)
Если вспомнить историю развития ЭВМ, то было время, когда сам компьютер имел большие размеры и стоял в специальном машинном зале. Терминалы (т.е. дисплеи с клавиатурой), позволяющие работать на компьютере, были расположены в другом помещении. Дисплеи были алфавитно-цифровые, поэтому диалог с компьютером заключался в вводе символьных команд, реагируя на которые компьютер печатал на экране соответствующие данные.
При создании системы удаленного доступа было решено сохранить этот способ диалога с компьютером.
Программа для удаленного доступа называется Telnet.
Для ее функционирования, как и для всех сервисов Интернет, необходимо существование двух частей - программы-сервера, установленной на удаленном компьютере, и программы-клиента - на локальном компьютере.
Для осуществления подключения к удаленной системе необходимо быть зарегистрированным пользователем, т. е. иметь входное имя и пароль. Для установления соединения необходимо указать имя удаленного компьютера. После успешного соединения на удаленном компьютере можно делать те же операции, что и на локальном компьютере, т. е. просматривать каталоги, копировать или удалять файлы, запускать различные программы, имеющие алфавитно-цифровой интерфейс.

6. Служба IRC (Internet Relay Chat) предназначена для прямого общения нескольких человек в режиме реального времени. Эту службу также называют чат-конференциями или просто чатом.

7. Служба ICQ. Ее название происходит от выражения I seek you – я тебя ищу. Основное назначение – обеспечение возможности связи между двумя людьми, даже если у них нет постоянного IP-адреса.
8. Служба World Wide Web (WWW) – это единое информационное пространство, состоящее из сотен миллионов взаимосвязанных электронных документов, хранящихся на Web-серверах. Отдельные документы называются Web-страницами. Группы тематически объединенных Web-страниц называют Web-узлами или Web-сайтами.

Передача с установлением виртуального канала отличается от передачи с установлением логического соединения тем, что в параметры соединения входит заранее прокладываемый сетью маршрут, по которому проходят все пакеты в рамках данного соединения. Виртуальный канал для следующего сеанса может проходить по другому маршруту.

Пакеты в сети могут передвигаться тремя основными способами: дейтаграммная передача, передача с установлением логического соединения и передача с установлением виртуального канала.

Придейтаграммной передачеотдельный пакет рассматривается как независимая единица передачи (дейтаграмма), соединение между узлами не устанавливается, и все пакеты передвигаются независимо друг от друга. Передача с установлением логического соединения предполагает установление сеансов связи с определением процедуры обработки некоторого множества пакетов в рамках одного сеанса.

Поскольку компьютеры и сетевое оборудование могут быть разных производителей, то возникает проблема их совместимости. Без принятия всеми производителями общепринятых правил построения оборудования создание компьютерной сети было бы невозможно. Поэтому разработка и создание компьютерных сетей может происходить только в рамках утвержденных стандартов на:

Взаимодействие программного обеспечения пользователя с физическим каналом связи (посредством сетевой карты) в пределах одного компьютера;

Взаимодействие компьютера через канал связи с другим компьютером.

В реализации коммуникаций выделяют три уровня: аппаратный, программный и информационный. С точки зрения аппаратного и программного уровней коммуникации – это организация надежного канала соединения и передача информации без искажений, организация хранения информации и эффективный доступ к ней.

Современное программное обеспечение компьютера имеет многоуровневую модульную структуру, т.е. программный код, написанный программистом и видимый на экране монитора (модуль верхнего уровня), проходит несколько уровней обработки, прежде чем превратится в электрический сигнал (модуль нижнего уровня), передаваемый в канал связи.

При взаимодействии компьютеров через канал связи оба компьютера должны выполнять ряд соглашений (на величину и форму электрических сигналов, длину сообщений, методы контроля достоверности и т.д.).

В начале 80-х годов двадцатого столетия ряд международных организаций разработали стандартную модель сетевого взаимодействия – модель взаимодействия открытых систем (OSI – Open System Interconnection) . В модели OSI все протоколы сети делятся на семь уровней: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительный и прикладной.

Формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются модули, лежащие на одном уровне, но в различных компьютерах называются протоколами .

Модули, реализующие протоколы соседнего уровня и находящиеся в одном компьютере, также взаимодействуют друг с другом в соответствии с четко определенными правилами и с помощью стандартизованных форматов сообщений. Эти правила называются интерфейсом и определяют набор сервисов, предоставляемых данным уровнем соседнему уровню.

Иерархически организованный набор протоколов для взаимодействия компьютеров в сети называется стеком коммуникационных протоколов, которые могут быть реализованы программно или аппаратно. Протоколы нижних уровней, как правило, реализуются комбинацией программно-аппаратных средств, а протоколы верхних уровней – чисто программными средствами.

Протоколы каждого уровня обладают независимостью друг от друга, т.е. протокол любого уровня может быть изменен, не оказывая при этом никакого влияния на протокол другого уровня. Главное, чтобы интерфейсы между уровнями обеспечивали необходимые связи между ними.

В стандарте OSI для обозначения единиц данных, с которыми имеют дело протоколы различных уровней, используются специальные названия: кадр, пакет, дейтаграмма, сегмент.

Модель OSI имеет опубликованные, общедоступные спецификации и стандарты, принятые в результате достижения соглашения между многими разработчиками и пользователями. Если две сети построены с соблюдением правил открытости то у них есть возможность использования аппаратных и программных средств разных производителей, придерживающихся одного и того же стандарта, такие сети легко сопрягаются друг с другом, просты в освоении и обслуживании. Примером открытой системы является глобальная компьютерная сеть Интернет.

В локальных сетях используются следующие основные методы доступа компьютеров к линиям связи для передачи данных: приоритетный, маркерный и случайный. Приоритетный доступ был реализован в стандарте 100G-AnyLAN, а маркерный в технологии Token Ring. Эти методы в настоящее время не находят широкого распространения из-за сложности реализующей их аппаратуры.

Ethernet – самый распространенный на сегодняшний день стандарт передачи данных в локальных сетях, реализуемый на канальном уровне модели OSI, согласно которому доступ компьютеров к линии связи обеспечивается случайным образом. Стандарт использует метод коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий. Он применяется в сетях с топологией «общая шина».

В последнее время широкое распространение получает радио-Ethernet (соответствующийстандарт принят в 1997 году) для организации беспроводной локальной сети (WLAN – Wireless LAN). Радиосети удобны для мобильных средств, но также находят применение и в других областях (сети отелей, библиотек, аэропортов, больниц и т.д.).

Радио-Ethernetиспользует два основных типа оборудования: клиент (компьютер), точка доступа, играющая роль связующего звена между проводной и беспроводной сетью. Беспроводная сеть может работать в двух режимах: «клиент/сервер» и «точка – точка». При первом режиме к одной точке доступа по радиоканалу могут подключаться несколько компьютеров, во втором – связь между конечными узлами устанавливается напрямую без специальной точки доступа.

Наиболее известная модификацией радио-Ethernetявляется WiFi (Wireless Fidelity) технология, которая обеспечивает скорость передачи до 11 Мбит/с, и использует метод коллективного доступа с опознаванием несущей и избеганием коллизий (соответствующий стандарт принят в 2001 году). Для осуществления связи используются всенаправленные и узконаправленные антенны (последние для соединений «точка-точка»). Всенаправленная антенна гарантирует связь для расстояний до 45 метров, а узконаправленная – до 45 км. Одновременно может обслуживать до 50 клиентов.

В отличие от проводного Ethernet для радиосетей важно, чтобы радиосигналы от различных узлов-отправителей не накладывались на входе узла-получателя. В противном случае в сети будет возникать коллизия. Для предотвращения коллизий в радио-Ethernet необходимо строго соблюдать расстояния действия радиосигнала отдельных узлов.

Использование в сети Интернет методов пакетной коммутации позволило сделать ее достаточно быстродействующей и гибкой. В отличие от коммутации каналов в пакетной коммутации нет необходимости ожидать установления связи с принимающим компьютером, пакеты передвигаются независимо друг от друга. Это позволяет различным сервисам (электронная почта, www, IP-телефония и т.д.) передавать информацию.

Сеть Интернет основывается на идее объединения множества независимых сетей почти произвольной архитектуры. Открытая сетевая архитектура подразумевает, что отдельные сети могут проектироваться и разрабатываться независимо, со своими уникальными интерфейсами, предоставляемыми пользователям и/или другим поставщикам сетевых услуг, включая услуги сети Интернет.

Ключом к быстрому росту сети Интернет стал свободный, открытый доступ к основным документам, особенно к спецификациям протоколов. Важную роль в становлении сети Интернет сыграла ее коммерциализация, которая включает не только развитие конкурентных, частных сетевых сервисов, но и разработку коммерческих продуктов (аппаратного и программного сетевого обеспечения), реализующих Интернет-технологии.

Основой передачи данных всети Интернет является стек проколов TCP/ IP (Transmission Control Protocol/ Интернет Protocol) , который обеспечивает:

- независимость от сетевой технологии отдельной сети – TCP/IP определяет только элемент передачи – дейтаграмму, и описывает способ ее движения по сети;

- всеобщую связанность сетей, за счетназначения каждому компьютеру логического адреса, используемого 1) передаваемой дейтаграммой для идентификации отправителя и получателя, 2) промежуточными маршрутизаторами для принятия решения о маршрутизации;

- подтверждение – протокол TCP/IP обеспечивает подтверждение правильности прохождения информации при обмене данными между отправителем и получателем;

- поддержку стандартных прикладных протоколов – электронной почты, передачи файлов, удаленного доступа и т.д.

В стеке TCP/IP определены 4 уровня взаимодействия, каждый из которых берет на себя определенную функцию по организации надежной работы глобальной сети

Программный модуль протокола ТСР/IP реализуется в операционной системе компьютера в виде отдельного системного модуля (драйвера). Пользователь может самостоятельно настраивать протокол TCP/IP для каждого конкретного случая (количество пользователей сети, пропускная способность физических линий связи и т.д.).

Основной задачей TCP является доставка всей информации компьютеру получателя, контроль последовательности предаваемой информации, повторная отправка не доставленных пакетов в случае сбоев работы сети. Надежность доставки информации достигается следующим образом.

На передающем компьютере TCP разбивает блок данных, поступающих с прикладного уровня, на отдельные сегменты , присваивает номера сегментам, добавляет заголовок и передает сегменты на уровень межсетевого взаимодействия. Для каждого отправленного сегмента предающий компьютер ожидает прихода от принимающего компьютера специального сообщения – квитанции, подтверждающей тот факт, что компьютер нужный сегмент принял. Время ожидания прихода соответствующей квитанции называется временем тайм-аута.

Для производительности сети очень важно установление времени тайм-аута и размера «скользящего окна». В протоколе ТСР предусмотрен специальный автоматический алгоритм определения этих величин с учетом пропускной способности физических линий связи.

В задачи протокола TCP входит задача определения, к какому типу прикладных программ относятся данные, поступившие из сети. Для различия прикладных программ используются специальные идентификаторы – порты . Назначение номеров портов осуществляется либо централизовано, если прикладные программы являются популярными и общедоступными (например, служба удаленного доступа к файлам FTP имеет порт 21, а служба WWW – порт 80), или локально – если разработчик приложения просто связывает с этим приложением любой доступный, произвольно выбранный номер.

Протокол TCP может работать как UDP-протокол (User Datagramm Protocol), который, в отличие от TCP, не обеспечивает достоверность доставки пакетов и защиту от сбоев в передаче информации (не использует квитанции). Преимущество этого протокола состоит в том, что он требует минимум установок и параметров для передачи информации.

IP-протокол является стержнем всей архитектуры стека TCP/IP и реализует концепцию передачи пакетов по нужному адресу (IP-адресу). Соответствующий уровень взаимодействия (уровень Интернет, см. рис.4.1) обеспечивает возможность перемещения пакетов по сети, используя тот маршрут, который в данный момент является оптимальным.

IP-адресация компьютеров в сети Интернет построена на концепции сети, состоящей из хостов. Хост представляет собой объект сети, который может передавать и принимать IP-пакеты, например, компьютер, рабочая станция или маршрутизатор. Хосты соединяются между собой через одну или несколько сетей. IP-адрес любого из хостов состоит из адреса (номера) сети (сетевого префикса) и адреса хоста в этой сети.

В соответствии с принятым в момент разработки IP-протокола соглашением, адрес представляется четырьмя десятичными числами, разделенными точками. Каждое из этих чисел не может превышать 255 и представляет один байт 4-байтного IP-адреса. Выделение всего лишь четырех байт для адресации всей сети Интернет связано с тем, что в то время массового распространения локальных сетей не предвиделось. О персональных компьютерах и рабочих станциях вообще не было речи. В результате под IP-адрес было отведено 32 бита, из которых первые 8 бит обозначали сеть, а оставшиеся 24 бита – компьютер в сети. IP-адрес назначается администратором сети во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. Для удобства их представляют в виде четырех десятичных цифр, разделенных запятой, например, 195.10.03.01. Существуют пять классов IP-адресов – A,B,C,D,E. В зависимости от класса IP-адреса в сети будет различное количество адресуемых подсетей и количество компьютеров в данной подсети.

Поскольку при работе в сети Интернет использовать цифровую адресацию сетей крайне неудобно, то вместо цифр используются символьные имена – доменные имена. Доменом называется группа компьютеров, объединенных одним именем. Символьные имена дают пользователю возможность лучше ориентироваться в сети Интернет, поскольку запомнить имя всегда проще, чем цифровой адрес.

Кроме того, все страны мира имеют свое собственное символьное имя, обозначающий домен верхнего уровня этой страны. Например, de – Германия, us – США, ru – Россия, by – Беларусь и т.д.

В структурные компоненты сети Интернет включаются:

- маршрутизаторы – специальные устройства, которые связывают отдельные локальные сети между собой путем непосредственной адресации каждой из подсетей с помощью IP-адресов. Продвижение пакетов между подсетями, в соответствии с адресами назначения называется маршрутизацией;

- proxy-сервер (от англ. proxy- «представитель, уполномоченный») – специальный компьютер, позволяющий пользователям локальной сети получать информацию, хранящуюся на компьютерах в сети Интернет. Сначала пользователь подключается к proxy-серверу и запрашивает какой-либо ресурс (например, e-mail), расположенный на другом сервере. Затем proxy-сервер либо подключается к указанному серверу и получает ресурс у него, либо возвращает ресурс из собственной памяти. Proxy-сервер позволяет также защищать клиентский компьютер от некоторых сетевых атак;

- DNS-сервер – специальный компьютер, хранящий доменные имена.

Для защиты локальной сети от несанкционированного доступа (атак хакеров, проникновения вирусов и.д.) используются программно-аппаратные комплексы – файрволлы. В сети он обеспечивает фильтрацию прохождения информации в обе стороны и блокирует несанкционированный доступ к компьютеру или локальной сети извне. Файрволл позволяет контролировать использование портов и протоколов, «скрывать» неиспользуемые порты для исключения атаки через них, а также запрещать/разрешать доступ конкретных приложений к конкретным IP-адресам, т.е. контролировать все, что может стать орудием хакера и недобросовестных фирм. В основном файрволлы работают на сетевом уровне и осуществляют фильтрацию пакетов, хотя можно организовать защиту и на прикладном или канальном уровне. Технология фильтрации пакетов является самым дешевым способом реализации файрволла, т.к. в этом случае можно проверять пакеты различных протоколов с большой скоростью. Фильтр анализирует пакеты на сетевом уровне и не зависит от используемого приложения.

Брэндмауэр представляет собойсвоего рода программный файрволл, средство контроля за входящей и исходящей информацией. Программы-брандмауэры встраиваются в стандартные операционные системы.

Провайдер – это поставщик доступа к сети Интернет – любая организация, предоставляющая частным лицам или организациям выход в сеть Интернет. Провайдеры вообще разделяются на два класса:

Поставщики доступа к сети Интернет (Internet Access Providers – ISP);

Поставщики интерактивных услуг (Online Service Providers – OSP).

ISP может быть предприятием, которое оплачивает быстродействующее соединение с одной из компаний являющихся частью сети Интернет (AT&T, Sprint, MCI в США и т.д.). Это могут быть также национальные или международные компании, которые имеют свои собственные сети (типа WorldNet, Белпак, ЮНИБЕЛ и др.)

OSP, иногда называемые просто «интерактивные услуги», также могут иметь собственные сети. Они обеспечивают дополнительные информационные службы, доступные для клиентов по подписке на данные услуги. Например, OSP Microsoft предлагают пользователям доступ к Интернет-сервису фирмы Microsoft, America Online, IBM и другим. ISP-провайдеры являются наиболее распространенными.

Обычно крупный провайдер имеет собственную «точку присутствия» POP (point-of-presence) в городах, где происходит подключение локальных пользователей.

Различные провайдеры для взаимодействия друг с другом договариваются о подключения к так называемым точкам доступа NAP (Network Access Points), посредством которых происходит объединение информационных потоков сетей, принадлежащих отдельному провайдеру.

В сети Интернет действуют сотни крупных провайдеров, их магистральные сети связаны через NAP, что обеспечивает единое информационное пространство глобальной компьютерной сети Интернет.

К основным сервисам сети Интернет относят:

- электронная почта (e-mail);

- WWW (World Wide Wed, всемирная паутина) ;

- FTP (File Transfer Protocol, протокол передачи файлов) ;

- UseNet – группы новостей, соответствующий протокол NNTP (Network News Transport Protocol, протокол передачи новостей) предназначен для тиражирования статей в распределенной системе ведения дискуссий UseNet;

- сервис удаленного терминала Telnet предоставляет возможность работать на удаленном компьютере сети, поддерживающей сервис Telnet;

- сервис IP-телефонии (IP-Telephony) – позволяет использовать сеть Интернет в качестве средства обмена голосовой информации и передачи факсов в режиме реального времени с использование технологии сжатия голосовых сигналов. Для обеспечения работы IP-телефонии используется стек протоколов H.323, который выполняет разбивку потока данных на пакеты, сборку пакетов в правильной последовательности, определение потерь пакетов, обеспечение синхронизации и непрерывности поступления данных. Голосовые данные передаются по протоколу UDP без ожидания квитанции.

Кроме указанных наиболее популярных протоколов в сети Интернет используются и другие – сетевая файловая система (NSF), мониторинг и управление сетью (SNMP), удаленное выполнение процедур (RPC), сетевая печать и др.

Существуют несколько организаций, отвечающих за развитие сети Интернет:

- Internet Society (ISOC) – профессиональное сообщество, которое занимается вопросами роста и эволюции сети Интернет, как глобальной коммуникационной инфраструктуры;

- Internet Architecture Board (IAB) – работающая под управлением ISOC организация, в ведении которой находится технический контроль и координация работ для сети Интернет. IAB координирует направление исследований и новых разработок для протокола TCP/IP и является конечной инстанцией при определении новых Интернет-стандартов. В нее входят: Internet Engineering Task Force (IETF) – инженерная группа, которая занимается решением ближайших технических проблем сети Интернет и Internet Research Task Force (IRTF) – координирует долгосрочные проекты по протоколам TCP/IP;

- Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) – международная некоммерческая организация для наделения локальных и региональных сетей конкретным IP-адресом. При этой организации существует специальный информационный центр – InterNIC (Internet Network Center) ;

- World Wide Web Consortium, W3C (W3-консорциум) – координирующая организация по продвижению сети Интернет в качестве среды для осуществления положительных социальных и экономических преобразований общества.

Корпоративная сеть (КС) представляет собой инфраструктуру организации, поддерживающую решение актуальных задач и обеспечивающую выполнение ее миссии . Она объединяет в единое пространство информационные системы всех объектов корпорации и создается в качестве системно-технической основы информационной системы, как ее главный системообразующий компонент, на базе которого конструируются другие подсистемы.

Создание корпоративной сети позволяет:

Создать единое информационное пространство;

Оперативно получать информацию и формировать консолидированные отчеты на уровне предприятия;

Централизовать финансовые и информационные потоки данных;

Оперативно собирать и обрабатывать информацию;

Снизить затраты при использовании серверных решений и переходе от решений для рабочих групп на решения уровня предприятия;

Обрабатывать мультимедиа потоки данных между подразделениями;

Снизать затраты на связь между подразделениями и организовать единое номерное пространство;

Обеспечить качественную связь на высоких скоростях;

Организовать систему видеонаблюдения.

Основные требования, предъявляемые к современным корпоративным сетям:

- масштабируемость означает возможность наращивания мощностей серверов (производительности, объема хранимой информации и т.д.) и территориальное расширение сети;

- надежность сети – является одним из факторов, определяющих непрерывность деятельности организации;

- производительность – рост числа узлов сети и объема обрабатываемых данных предъявляет постоянно возрастающие требования к пропускной способности используемых каналов связи и производительности устройств, обеспечивающих функционирование КИС;

- экономическая эффективность – экономия средств на создание, эксплуатацию и модернизацию сетевой инфраструктуры при постоянном росте масштаба и сложности корпоративных сетей;

- информационная безопасность – обеспечивает стабильность и безопасность бизнеса в целом, защиту хранения и обработки в сети конфиденциальной информации.

Выделяют следующие основные принципы построения корпоративной сети:

- всеобъемлющий характер – сеть распространяется на всю корпорацию;

- интеграция – корпоративная сеть предоставляет возможность доступа ее пользователей к любым данным и приложениям с учетом политики информационной безопасности;

- глобальный характер – КС обеспечивает получение информации о жизнедеятельности организации независимо от политики и государственных границ;

- адекватные эксплуатационные характеристики – сеть обладает свойством управляемости и имеет высокий уровень безотказности, живучести, обслуживаемости при поддержке критически важных для деятельности корпорации приложений;

Максимальное использование типовых решений , стандартных унифицированных компонентов .

Корпоративную сеть можно рассматривать с различных точек зрения:

- структуры (системно-техническая инфраструктура);

- системной функциональности (сервисы и приложения);

- эксплуатационных характеристи к (свойства и службы).

С системно-технической точки зрения она представляет собой целостную структуру, состоящую из нескольких взаимосвязанных и взаимодействующих уровней: компьютерной сети, телекоммуникаций, компьютерных и операционных платформ, программного обеспечения промежуточного слоя (middleware), приложений.

С функциональной точки зрения КС представляет собой эффективную среду передачи актуальной информации, необходимой для решения задач корпорации.

С точки зрения системной функциональности КС выглядит как единое целое, предоставляющее пользователям и программам набор полезных в работе услуг (сервисов ), общесистемных и специализированных приложений , обладающее набором полезных качеств и содержащее службы , гарантирующее нормальное функционирование сети.

Обычно КС предоставляет пользователям и приложениям ряд универсальных сервисов – сервис СУБД, файловый сервис, информационный сервис (Web-сервис), электронная почта, сетевая печать и другие.

К общесистемным приложениям относят средства автоматизации индивидуального труда, используемые разнообразными категориями пользователей и ориентированные на решение типичных офисных задач – текстовые и табличные процессоры, графические редакторы и т.д.

Специализированные приложения направлены на решение задач, которые невозможно или технически сложно автоматизировать с помощью общесистемных приложений, и в рамках корпорации определяют прикладную функциональность.

Корпоративная сеть обеспечивает возможность развертывания новых приложений и их эффективное функционирование при сохранении инвестиций в нее, и в этом смысле должна обладать свойствами открытости, производительности и сбалансированности, масштабируемости, высокой готовности, безопасности и управляемости. Эти свойства определяют эксплуатационные характеристики создаваемой информационной системы.

Общесистемные службы – это совокупность средств, не направленных напрямую на решение прикладных задач, но необходимых для обеспечения нормального функционирования КИС. Службы информационной безопасности, высокой готовности, централизованного мониторинга и администрирования должны быть обязательно включены в КС.

КС представляет собой сеть смешанной топологии, включающую несколько локальных сетей.

Скорость и простота развертывания локальной сети;

Невысокие затраты на приобретение оборудования;

Низкая стоимость эксплуатации и отсутствие абонентской платы;

Сохранение инвестиций в локальную сеть при переезде и смене офиса.

Главный недостаток таких сетей – снижение скорости передачи данных с увеличением расстояния.

Использование сети Интернет в качестве транспортной среды передачи данных при построении КС предприятия (рис. 4.4) предоставляет следующие преимущества:

Низкая абонентская плата;

Простота реализации.

Рисунок 4.4 – Использование сети Интернет в качестве транспортной среды
передачи данных

К недостаткам такой сети можно отнести невысокую надежность и безопасность, отсутствие гарантированной скорости передачи данных.

Объединение локальных сетей предприятия в единую корпоративную сеть на основе арендованных каналов передачи данных (рис. 4.5) приносит следующие преимущества:

Высокое качество предоставляемых каналов передачи данных;

Высокий уровень услуг и сервисов, предоставляемых провайдером;

Гарантированная скорость передачи данных.

Рисунок 4.5 – Объединение локальных сетей в единую сеть на основе арендованных каналов передачи данных

Правильно спроектированная и реализованная корпоративная сеть, выбор надежного и производительного оборудования определяет работоспособность КИС, возможность ее эффективной и длительной эксплуатации, модернизации и адаптации к быстро меняющимся условиям ведения бизнеса и новым задачам.

Инфраструктурными составляющими корпоративной сети являются:

Кабельная система, образующая физическую среду передачи данных;

Сетевое оборудование, обеспечивающее обмен данными между оконечным оборудованием (рабочими станциями, серверами и т.д.).

При создании корпоративных сетей главной задачей является построение сетей масштаба здания (локальных ) и группы близко расположенных зданий (кампусных ), объединение с использованием каналов связи территориально удаленных подразделений. В качестве объединяющего средства может выступать сеть Интернет или городская сеть.

При построении локальных и кампусных сетей используются коммутаторы , а при построении территориально-распределенных сетей – маршрутизаторы . Коммутаторы обеспечивают высокоскоростной обмен в рамках локальной сети, передавая информацию только на узлы-адресаты. Коммутаторы оперируют адресами канального протокола, в роли которого, как правило, выступает Ethernet/Fast Ethernet/Gigabit Ethernet, что обеспечивает «прозрачное» функционирование сети, и коммутаторы могут выполнять свои базовые функции без трудоемкого конфигурирования. Маршрутизаторы при передаче информации оперируют логическими адресами – например, адресами протоколов IP, IPX и т.д., что позволяет при обработке ими информации использовать иерархическое представление структуры сети, имеющей значительные масштабы или состоящей из разрозненных и разнородных сегментов.

Беспроводные офисные сети служат альтернативой традиционным кабельным системам. Основное отличие их от кабельных систем – данные между компьютерами и устройствами сети передаются не посредством проводов, а по высоконадежному беспроводному каналу. За счет использования беспроводной сети, построенной в соответствии со спецификацией Wi-Fi обеспечивается гибкость и масштабируемость локальной сети, возможность легкого подключения нового оборудования, рабочих мест, мобильных пользователей, вне зависимости от типа используемого компьютера. Применение технологий беспроводных сетей позволяет получать дополнительные услуги: доступ в сеть Интернет в конференц-зале или комнате переговоров, организация Hot-Spot точки доступа и т.д.

Преимущества применения беспроводных сетей:

Скорость и простота развертывания беспроводной сети;

Масштабируемость сети, возможность построения многосотовых сетей;

Сохранение инвестиций в локальную сеть при изменении месторасположения офиса;

Быстрая реструктуризация, изменение конфигурации и размеров сети;

Мобильность пользователей в зоне покрытия сети.

На рис. 4.6 представлена офисная сеть, состоящая из нескольких беспроводных сот, в центре которых находятся точки доступа, объединенные единственным проводным каналом или беспроводными мостами. Такая сеть обеспечивает наивысшую производительность, масштабируемость, свободное перемещение пользователей в пределах зон радиовидимости точек доступа.

Для организации бесперебойной работы и обеспечения безопасности данных в КС необходимо наличие службы сетевого администрирования. Администрирование – это процесс управления, деятельность по руководству порученным участком работы посредством административных методов управления.

Рисунок 4.6 – Беспроводная сеть в организации

Администрирование компьютерной сети предполагает информационную поддержку пользователей, позволяет свести к минимуму влияние человеческого фактора на появление сбоев в ее работе.

Системный администратор – сотрудник, обеспечивающий сетевую безопасность организации, создание оптимальной работоспособности сети, компьютеров и программного обеспечения. Нередко функции системного администратора выполняют компании, занимающиеся IT-аутсорсингом.

Администратор решает вопросы планирования сети, выбора и приобретения сетевого оборудования, наблюдает за ходом монтажа сети и следит за тем, чтобы были выполнены все требования. После установки сетевого оборудования он его проверяет и устанавливает на серверы и рабочие станции сетевое программное обеспечение.

В обязанности администратора входит контроль за использованием сетевых ресурсов, регистрация пользователей, изменение прав доступа пользователей к сетевым ресурсам, интеграция разнородного программного обеспечения, используемого на файл-серверах, серверах систем управления базами данных (СУБД), на рабочих станциях, своевременное копирование и резервирование данных и восстановление нормальной работы сетевого оборудования и программного обеспечения после сбоев.

В крупных организациях эти функции могут распределяться между несколькими системными администраторами (администраторы безопасности , пользователей , резервного копирования , баз данных и др.).

Администратор веб-сервера – занимается установкой, настройкой и обслуживанием программного обеспечения веб-серверов.

Администратор базы данных – специализируется на обслуживании и проектировании баз данных.

Администратор сети – занимается разработкой и обслуживанием сетей.

Системный инженер (или системный архитектор) – занимается построением корпоративной информационной инфраструктуры на уровне приложений.

Администратор безопасности сети – занимается проблемами информационной безопасности.

При администрировании сети, подключенной к сети Интернет, и в которой установлены Интернет-сервисы, возникают следующие проблемы:

Организация сети на базе протоколов TCP/IP;

Подключение локальной или корпоративной сети к сети Интернет;

Маршрутизация передачи информации в сети;

Получение доменного имени для организации;

Обмен электронной почтой внутри организации и с адресатами за ее пределами;

Организация информационного обслуживания на базе Интернет- и Интранет-технологий;

Безопасности сети.

Для компаний, имеющих удаленные филиалы, насущной проблемой является организация быстрого, надежного обмена информацией и оперативного доступа к данным независимо от территориальной удаленности офисов.

Компания "Инфосэл" предлагает решения, по объединению территориально разнесенных офисов в единую информационную корпоративную сеть.

Корпоративная сеть – сеть, построенная с использованием различных топологий и объединяющая разрозненные офисы в единую сетевую систему. Часто, корпоративные сети в качестве канала передачи данных используют интернет, несмотря на это, доступ из вне к сети предприятия запрещен или строго ограничен как на физическом уровне, так и на административном.
Благодаря своей логической структуре сеть позволяет организовать одновременную работу сотрудников разных подразделений с распределенными или централизованными территориально приложениями, базами данных и другими сервисами (обработка, систематизация и хранение данных внутрикорпоративной информации).

Корпоративная сеть логически отделена от публичных сетей, то есть ваш трафик полностью защищен от несанкционированного доступа извне;

Функции корпоративной сети

Современные технологии передачи данных предоставляют своим пользователям широкие возможности по организации различных видов услуг и сервисов:

• Организацию электронного документооборота и ведение общих архивов документов;
• Организацию корпоративной телефонной сети с единым планом нумерации;
• Организацию систем конференц-связи, в том числе видеоконференц-связи;
• Построение распределенных систем видеонаблюдения с единым центром хранения данных;
• Организацию дистанционного доступа к файлам и серверам с базами данных;
• Подключение к сети Интернет с возможностью организация единой корпоративной политики информационной безопасности;
• Предоставление доступа к глобальным финансовым, торговым и информационным системам.

Кроме обеспечения безопасности корпоративная сеть несет в себе и экономическую выгоду. Одним из примеров может служить организация междугородних звонков внутри мульти сервисной корпоративной сети, с использованием VoIP, что намного дешевле стоимости обычного междугороднего трафика.

Основными преимуществами развертывания Корпоративной сети передачи данных специалистами компании «Инфосэл» для заказчика являются:

• объединение территориально-распределенных объектов в единую IT-инфраструктуру;
• высокий уровень защиты информационной системы;
• централизованный контроль и управление IT-инфраструктурой;
• снижает расходы на междугородную телефонную связь и на командировки сотрудников;
• снижает значительные затраты на поддержку и эксплуатацию сетевой инфраструктуры;
• решает проблему использования современных приложений и внедрения новых сервисов, необходимых для успешной работы организации.

Компания "Инфосэл" реализует комплексные решения в области построения корпоративных сетей передачи данных, а также предлагает широкий спектр профессиональных услуг, охватывающих весь жизненный цикл реализуемых компанией систем, начиная с предпроектной стадии создания, заканчивая вводом системы в эксплуатацию и последующим сопровождением.

Специалисты компании "Инфосэл" помогут Вам спланировать, организовать надежное, безопасное соединение между территориально разделенными офисами. Технология виртуальных частных сетей предусматривает построение корпоративной сети связи поверх сети Интернет, либо любой другой сети общего пользования. В центральный объединяемый офис устанавливается более мощное, функциональное объединяющее сетевое оборудование. При этом для защиты передаваемых данных от несанкционированного доступа осуществляется и. После объединения локальная корпоративная сеть становится территориально распределенной защищенной корпоративной маршрутизируемой сетью.

Ваши мобильные партнеры и коллеги смогут самостоятельно подключаться к корпоративной сети по зашифрованным каналам связи, и пользоваться ее ресурсами, согласно определенных для них политик безопасности, из любого места, имея под рукой выход в интернет.

Основным официальным партнером компании "Инфосэл" в области сетевых решений и построения корпоративных сетей передачи данных является ведущий производитель активного сетевого оборудования и программного обеспечения - Cisco Systems. Для реализации проектов под конкретные требования и бизнес-задачи заказчика может быть использовано оборудование и ПО других производителей.

Корпоративная сеть – это сеть, главным назначением которой является поддержание работы конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Пользователями корпоративной сети являются сотрудники данного предприятия. В зависимости от масштаба предприятия, а также от сложности и многообразия решаемых задач, различают сети отдела, сети кампуса и корпоративные сети (то сеть большого предприятия).

Сети отдела – это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия.

Главной целью сети отдела является разделение локальных ресурсов, таких как приложения, данные, лазерные принтеры и модемы. Обычно сети отделов имеют один и два файловых сервера, не более тридцати пользователей и не разделяются на подсети (рис. 55). В этих сетях локализируется большая часть трафика предприятия. Сети отделов обычно создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии – Ethernet, Token Ring. Для такой сети характерен один или максимум два типа операционных систем. Небольшое количество пользователей дает возможность использования в сети отделов одноранговых сетевых операционных систем, таких как Windows Microsoft.

Существует и другой тип сетей, близкий к сетям отделов – сети рабочих групп . К таким сетям относят совсем небольшие сети, включающие до 10-20 компьютеров. Характеристики сетей рабочих групп практически не отличаются от характеристик сетей отделов. Такие свойства, как простота сети и однородность, здесь проявляются в наибольшей степени, в то время как сети отделов могут приближаться в некоторых случаях к следующему по масштабу типу сетей – сетям кампусов.

Сети кампусов получили свое название от английского слова «campus» - студенческий городок. Именно на территории университетских городков часто возникала необходимость объединения нескольких мелких сетей в одну большую сеть. Сейчас это название не связывают со студенческими городками, а используют для обозначения сетей любых предприятий и организаций.

Главными особенностями сетей кампусов является то, что они объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельной здания или в пределах одной территории, покрывающей площадь в несколько квадратных километров (рис. 56). При этом глобальные соединения в сетях кампуса не используются. Службы такой сети включают взаимодействие между сетями отделов. Доступ к общим базам данных предприятия, доступ к общим факс-серверам, высокоскоростным модемам и высокоскоростным принтерам. В результате сотрудники каждого отдела предприятия получают доступ к некоторым файлам и ресурсам сетей других отделов. Важной службой, предоставляемой сетями кампусов, стал доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.

Именно на уровне сети кампусов возникают проблемы интеграции неоднородного аппаратного и программного обеспечения. Типы компьютеров, сетевых операционных систем, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в каждом отделе. Отсюда вытекают сложности управления сетями кампусов. Администраторы должны быть в этом случае более квалифицированными, а средства оперативного управления сетью – более совершенными.

Корпоративные сети называют также сетями масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «enterprise – wide network». Сети масштаба предприятия (корпоративные сети) объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Они могут бать сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов – сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что использование глобальных связей становится необходимым (рис. 57). Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной

сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиолокаторы, спутниковая связь. Корпоративную сеть можно представить в виде «островков» локальных сетей, «плавающих» в телекоммуникационной среде. Непременным атрибутом такой сложной и крупномасштабной сети является высокая степень неоднородности (интерогенности) – нельзя удовлетворить потребности тысяч пользователей с помощью однотипных и аппаратных средств. В корпоративной сети обязательно используются различные типы компьютеров – от мейнфреймов до персоналок, несколько типов операционных систем и множество различных приложений. Неоднородные части корпоративной сети должны работать как единое целое, предоставляя пользователям по возможности удобный и простой доступ ко всем необходимым ресурсам.

Появление корпоративной сети – это хорошая иллюстрация известного философского постулата о переходе количества в качество. При объединении отдельных сетей крупного предприятия, имеющего филиалы в разных городах и даже странах, в единую сеть многие количественные характеристики объединенной сети превосходят некоторый критический порог, за которым начинается новое качество. В этих условиях существующие методы и подходы к решению традиционных задач сетей меньших масштабов для корпоративных сетей оказались непригодными. На первый план вышли такие задачи и проблемы, которые в распределенных сетях рабочих групп, отделов и даже кампусов либо имели второстепенное значение, либо вообще не проявлялись.

В распределенных локальных сетях, состоящих из 1-20 компьютеров и примерно такого же количества пользователей, необходимые информационные данные перемещены в локальную базу данных каждого компьютера, к ресурсам которых пользователи должны иметь доступ, то есть данные извлекаются из локальной учетной базы и на их основе доступ предоставляется или не предоставляется.

Но если в сети насчитывается несколько тысяч пользователей, каждому из которых нужен доступ к нескольким десяткам серверов, то, очевидно, это решение становится крайне неэффективным, так как администратор должен повторить несколько десятков раз (по числу серверов) операцию занесения учетных данных каждого пользователя. Сам пользователь также вынужден повторять процедуру логического входа каждый раз, когда ему нужен доступ к ресурсам нового сервера. Решение этой проблемы для крупной сети – использование централизованной справочной службы, в базе данных которой хранятся необходимая информация. Администратор один раз выполняет операцию занесения данных пользователя в эту базу, а пользователь один раз выполняет процедуру логического входа, причем не в отдельный сервер, а в сеть целиком. По мере увеличения масштабов сети повышаются требования к ее надежности, производительности и функциональным возможностям. По сети циркулируют все ее возрастающие объемы данных, и сеть должна обеспечить их безопасность и защищенность наряду с доступностью. Все это приводит к тому, что корпоративные сети строятся на основе наиболее мощного и разнообразного оборудования и программного обеспечения.

Конечно, корпоративным вычислительным сетям присущи и свои проблемы. Эти проблемы в основном связаны с организацией эффективного взаимодействия отдельных частей распределенной системы.

Во-первых, это сложности связанные с программным обеспечением – операционными системами и приложениями. Программирование для распределенных систем принципиально отличается от программирования для централизованных систем. Так, сетевая операционная система, выполняя все функции по управлению локальными ресурсами компьютера, решат ее многочисленные задачи по предоставлению сетевых серверов. Разработка сетевых приложений осложняется из-за необходимости организовать совместную работу их частей, выполняющихся на разных машинах. Много забот доставляет обеспечение совместимости программного обеспечения, устанавливаемого в узлах сети.

Во-вторых, много проблем связано с транспортировкой сообщений по каналам связи между компьютерами. Основные задачи здесь – обеспечение надежности (чтобы предоставляемые данные не терялись и не искажались) и производительности (чтобы обмен данными происходил с приемлемыми задержками). В структуре общих затрат на вычислительную сеть расходы на решение «транспортных вопросов» составляют существенную часть, в то время как в централизованных системах эти проблемы полностью отсутствуют.

В-третьих, это вопросы, связанные с обеспечением безопасности, которые гораздо сложнее решаются в вычислительной сети, чем в автономно работающем компьютере. В некоторых случаях, когда безопасность особенно важна, от использования сети лучше вообще отказаться.

Однако, в целом, использование локальных (корпоративных сетей) дает предприятию следующие возможности:

Разделение дорогостоящих ресурсов;

Совершенствование коммутаций;

Улучшение доступа к информации;

Быстрое и качественное принятие решений;

Свобода в территориальном размещении компьютеров.

Для корпоративной сети (сети предприятий) характерны:

Масштабность – тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;

Высокая степень гетерогенности (неоднородности) – типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений различны;

Использование глобальных связей – сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.

Создание локальной сети — это наилучший способ организации единой информационной среды предприятия. Благодаря ей пользователи получат доступ к общим ресурсам, смогут совместно использовать принтеры и прочее сетевое оборудование. Правильно настроив сеть, администратор может обеспечить должный уровень секретности и предотвратить утечку данных, составляющих коммерческую тайну.

Четыре этапа организации

Весь этот процесс можно разделить на следующие этапы:

• Разработка сети. На этом этапе специалисты обследуют территорию предприятия, выслушивают пожелания заказчика по функционалу, составляют план, ТЗ и готовят оборудование, необходимое для ее установки.
• Монтаж. На этом этапе прокладываются кабели, производится монтаж оборудования и настройка необходимого программного обеспечения.
• Тестирование. Специалисты проверяют работу, соответствие установленной сети общепринятым стандартам качества.
• Обслуживание. Этот этап включает модернизацию и при необходимости устранение неполадок.

Созданная сеть предприятия должна удовлетворять таким основным требованиям:

• Быть легко управляемой.
• Быть защищенной от хакерских атак. Защита корпоративной сети предполагает установку специального программного обеспечения — файрволла.
• Быть адаптированной к основным типам сетевых устройств и кабелей. Благодаря этому сеть в любой момент можно модернизировать, изменить.

Топология

Организация корпоративной сети предполагает выбор одной из архитектур ее построения:

• звезда;
• шина;
• кольцо.

Первая схема подключения компьютеров в локальной сети наиболее распространена. Каждая вершина «звезды» — это отдельный компьютер сети. ПК соединяются с концентратором кабелем. Как правило, это витая пара с разъемом RJ-45. Преимущество такого способа подключения — независимость в работе отдельных ПК. Когда один из компьютеров теряет связь с сетью, другие продолжают нормально работать. Недостаток схемы состоит в том, что, если из строя выйдет концентратор, ни один из компьютеров не сможет подключиться к интернету. Для построения локальной сети «звездой» необходимо использовать кабеля большей протяженности, чем в случае кольца или шины.

В случае шинной топологии все компьютеры подключаются к одному главному кабелю — магистрали. Данные при этом получает только адресат с определенным IP-адресом. При нарушении соединения на каждом отдельном компьютере неминуемо «ляжет» и вся сеть.

В случае «кольца» сигнал передается «по кругу» от одного компьютера ко второму, к третьему и т. д. Каждый ПК в этом случае — это повторитель и усилитель сигнала. Недостаток кольца такой же, что и шины: если один компьютер теряет связь с интернетом, то же самое происходит и на всех остальных машинах.

Необходимое оборудование

Для построения локальной сети необходимо активное и пассивное сетевое оборудование. Активное оборудование не только передает, но и преобразовывает сигнал. Это такое оснащение, как сетевые карты компьютеров и ноутбуков, принт-серверы, маршрутизаторы. Пассивное оборудование только передает данные на физическом уровне.

Для организации локальной сети используется витая пара или оптоволоконный кабель. Витая пара — это попарно перевитые медные изолированные проводники. Бывает кабель на 8 проводников (4 пары) или 4 проводника (2 пары).

Для подключения компьютера он должен иметь сетевую карту. Если внутренняя карта не работает, допустимо использовать адаптер USB.

Также необходим концентратор — устройство, которое анализирует входящий трафик и распределяет его по подключенным ПК. Если каждый из компьютеров имеет модуль Wi-Fi, вместо концентратора лучше использовать роутер. В роутере есть один WAN-порт и несколько LAN. К порту WAN подключается кабель интернет-оператора, а к портам LAN — кабели, идущие к потребителям сигнала: компьютерам, телевизорам и т. д.

Будет нужно и дополнительное оборудование — повторители сигнала и принт-сервер. Повторитель — это устройство, которое необходимо для увеличения расстояния сетевого соединения. Благодаря им можно соединить кабелем несколько располагающихся рядом зданий. Принт-сервер — это сетевое устройство для подключения принтера. Принтер при этом не подключается напрямую к компьютеру, таким образом, печатающее устройство доступно в любой момент времени.

Как обеспечить безопасность корпоративной сети

Для защиты корпоративной сети необходимо специальное программное обеспечение — интернет-шлюз . Это целый программный комплекс, включающий в себя VPN, антивирус, брэндмауэр, шейпер трафика, почтовый сервер и многое другое. Именно таким шлюзом и является наш софт — ИКС.