Локальная компьютерная сеть

Что такое компьютерная сеть?
Компьютерная сеть – это группа компьютеров, соединённых линиями связи:
электрические кабели
телефонная линия
оптоволоконный кабель (оптическое волокно)
радиосвязь (беспроводные сети, WiFi)
Что приобрели?
быстрый обмен информацией между компьютерами
совместное использование ресурсов (данные, программы, внешние устройства) или распределённый доступ к ресурсам
электронную почту и другие способы сетевого общения
Что потеряли?
финансовые затраты (техника, программное обеспечение)
снижение безопасности (вирусы, шпионаж)
нужен специалист по обслуживанию (системный администратор)

Обязанности системного администратора
разграничение прав доступа пользователей к ресурсам сети
обеспечение защиты информации
предотвращение потери данных в случае сбоя электропитания (рекомендуется использовать источники бесперебойного питания)
периодическое копирование и архивирование данных – для этого используют дополнительные винчестеры (зеркальные, RAID-массивы), стримеры, DVD
замена оборудования в случае выхода из строя сервера или рабочей станции

Технология «клиент-сервер»
Клиент
посылает запрос с заданием
выводит на экран ответ, полученный
от сервера
Сервер
принимает запросы от клиентов и ставит их в очередь
выполняет задание
посылает ответ с результатами
вся обработка данных – на сервере, РС могу быть маломощными
дешевле модернизация
меньше нагрузка на сеть (передаются только нужные данные)
защита устанавливается на сервере (в одном месте)
финансовые затраты (техника, программное обеспечение)
сложная настройка сервера
ответ
запрос
сервер
рабочая
станция

Типы сетей
Персональные ( PAN — Personal Area Network), объединяющие устройства одного человека (сотовые телефоны, смартфоны, ноутбук и т. п.) в радиусе не более 30 м;
Локальные (LAN = Local Area Network) – соединяют компьютеры в одном или нескольких соседних зданиях.
Корпоративные – соединяют компьютеры одной фирмы, возможно в разных городах.
Муниципальные (общегородские) – сети органов управления (милиция, паспортный стол, и т.д.).
Глобальные (общемировые), например, Интернет.

Локальные виды сетей
Одноранговые сети
все компьютеры равноправны
Операционные системы:
Windows 3.11 / 95 / 98 / 2000 / XP / Vista / 7
Сети с выделенным сервером
Сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы, внешние устройства) в общее использование.
файловый сервер
сервер печати
почтовый сервер
Клиент – компьютер, пользующийся услугами сервера.
Операционные системы для серверов:
Windows 2003 Server / 2008 Server,
Linux, UNIX

Характеристики сетей

Программное обеспечение ЛС
Основой программного обеспечения локальных сетей является сетевая операционная система.
ОС для одноранговых сетей
ОС для сетей с выделенным сервером

Аппаратура для построения сетей
Сетевые карты (сетевые адаптеры)
Сетевые кабели
коаксиальный
«витая пара»
оптоволоконный
изоляция
проводник (медь)
проводник
оболочка (стекло)
оболочка
(пластик)
основное волокно (стекло)
Скорость передачи данных:
коаксиальный – 10 Мбит/с
витая пара – 100 Мбит/с
оптоволоконный – 10 Гбит/с

Аппаратура для построения сетей
Хабы (концентраторы) – дублируют полученные данные на все порты.
Свитчи (коммутирующие хабы, коммутаторы) – передают полученные данные только адресату.

Схема (топология) «общая шина»
сервер
Рабочая Станция
терминатор
простота, малый расход кабеля
легко подключать рабочие станции
при выходе из строя РС сеть работает
при разрыве шины сеть выходит из строя
низкий уровень безопасности
один канал связи, передача по очереди
возможны конфликты (одновременная передача данных)
сложно искать неисправности (непонятно, кто "завесил" сеть)
длина шины ограничена (затухание сигнала)
шина

Схема «звезда»
сервер
РС
РС
РС
РС
РС
единый центр управления, конфликты невозможны
высокий уровень безопасности (всё идет через сервер)
на каждой линии только 2 компьютера – проще обмен данными
обрыв кабеля и выход из строя РС не влияет на работу сети
все точки подключение собраны в одном месте (проще ремонт)
если сервер вышел из строя, сеть не работает
большой расход кабеля
ограничение количества клиентов (8 или 16)
размер ограничен

Схема «кольцо»
РС
РС
РС
РС
сервер
РС
при выходе из строя любого компьютера или разрыве линии сеть не работает
низкая безопасность
скорость передачи данных падает при увеличении размеров сети
сложно подключать новую РС
размер сети до 20 км

Пассивная «звезда»
хаб
(свитч)
РС
РС
РС
РС
сервер
нет центрального компьютера (безопасность???)
если хаб вышел из строя, сеть не работает
большой расход кабеля
обрыв кабеля и выход из строя РС не влияет на работу сети
все точки подключение собраны в месте (проще ремонт)
можно наращивать размер (цепочка хабов)

Смешанные схемы
Звездно-шинная
Звездно-кольцевая
хаб

Маршрутизатор
Маршрутизатор (роутер) – устройство, определяющее дальнейший маршрут движения пакетов на основе таблиц маршрутизации.

Обмен данными в сетях
Протокол – это набор соглашений и правил, определяющих порядок обмена данными в сети.
В сетях, подключенных к Интернету – протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
Разбивка на пакеты (до 1,5 Кб):
Контрольная сумма: вычисляется по данным с помощью специального алгоритма.
CRC = Cyclic Redundancy Check

Связи между сетями
Шлюз (gateway) – служит для соединения сетей с разными протоколами (сеть персональных компьютеров и аппаратура).
шлюз

Беспроводные сети
Bluetooth – персональные сети
до 8 устройств
радиус до 20 м
скорость до 700 кбит/с
WiFi (Wireless Fidelity – «беспроводная точность»)
радиус до 45 м (в помещении)
скорость до 480 Мбит/с

Дальняя беспроводная связь
Точка-точка – объединение двух сегментов сети с помощью радиосвязи (направленные антенны).
Звезда – объединение нескольких сегментов сети

Рефлексия
Какому смайлику соответствует твоё настроение? Нарисуй!

Сетевые средства Windows

Имя компьютера, рабочая группа
ПКМ
ЛКМ
имя компьютера в сетевом окружении
рабочая группа
изменение настроек

Сетевое окружение
имя ресурса
имя компьютера
2 x ЛКМ
ЛКМ
2 x ЛКМ

Сетевые адреса
Физический адрес (MAC-адрес) – уникальный 48-битный код сетевой карты (в 16-ричной системе)
00-15-E9-41-AC-73
IP-адрес – цифровой адрес компьютера (номер сети + номер компьютера в сети):
10.40.45.48
Маска подсети
определяет, какие компьютеры «видны», находятся в той же подсети;
при наложении на IP-адрес (логическая операция И) дает номер сети
255.255.255.0 ⇒ FF.FF.FF.0
номер сети 10.40.45.0, номер компьютера 48

Сетевые адреса
Шлюз – адрес компьютера, через который идут пакеты в другие сети (в Интернет):
10.40.45.5
DNS-сервер – адрес компьютера, куда идут запросы на преобразование доменного адреса в IP-адрес:
10.59.3.19
WINS-сервер – адрес компьютера, куда идут запросы на преобразование сетевого имени компьютера в IP-адрес.

Сетевые подключения
ПКМ - Свойства
ПКМ
ЛКМ

Сетевое подключение
ЛКМ

Изменение свойств подключения
ПКМ
ЛКМ

Изменение свойств подключения
ЛКМ

Разделяемые ресурсы
ПКМ
ЛКМ

Сетевой диск
ПКМ
ЛКМ
ЛКМ

Режим командной строки
Пуск – Выполнить
Выход:
exit

Информация о настройках IP-протокола
ipconfig
ipconfig /all
полная информация:
модель и MAC-адрес сетевой карты
DNS-сервера
…

Проверка связи
ping 10.40.45.5
ping www.lenta.ru
IP-адрес

Маршрут пакетов
tracert www.lenta.ru
trace route – трассировка маршрута

Восстановление IP-адреса
Лист бумаги, на котором был записан IP-адрес компьютера, оказался разорван на 4 части. Восстановите адрес компьютера (если решений несколько, выпишите все варианты):

Маски
Какие из последовательностей могут быть масками:
255.255.255.128
255.255.128.128
255.255.128.0
255.255.255.192
255.255.224.192
255.255.248.0

Число компьютеров в сети
Для данного адреса определите число компьютеров в сети:
192.168.104.109/30
172.16.12.12/29
193.25.5.136/28
10.10.40.15/27
92.60.65.180/26
118.212.123.1/24

Номер сети и компьютера
Для адреса и маски определите номер сети и номер компьютера в сети:
192.168.104.109
172.16.12.12
193.25.5.136
10.10.40.15
92.60.65.180
118.212.123.1
255.255.255.252
255.255.255.248
255.255.255.240
255.255.255.224
255.255.255.192
255.255.254.0