Локальные и глобальные компьютерные сети

Мы живём в цивилизованном, стремительно развивающемся мире, которым правят технологии. Еще совсем недавно даже о существовании мобильного телефона можно было прочесть только в фантастической книге, а сегодня это обычная реальность. И очень многие удивительные и нереальные вещи, предсказанные писателями-фантастами, на сегодняшний день уже сбылись. Например в романе Эдварда Беллами, написанном в 1887 году, персонаж погружается в летаргический сон в конце 19-го века, а выходит из него в начале 21-го. Что он обнаруживает? Наличные деньги отсутствуют, а вместо них горожане получают на свой собственный счёт сумму, которую могут тратить при помощи специальной карты. Ну чем вам не сегодняшний день?

Артур Кларк в середине 20-го века «сконструировал» искусственный спутник. Подобные аппараты сегодня применяются, например, для передачи телевизионного сигнала.

А крупнейший американский писатель середины прошлого века Роберт Хайнлайн «напророчил» появление микроволновой печи, мобильного телефона, банкомата и «ввёл» космический туризм. Но главное — он написал про новостной телевизионный поисковик — аналог современных порталов в интернете. У наших фантастов, братьев Стругацких существует аналог интернета: Большой Всепланетный Информаторий – БВИ. Однако, подбираться к мировой виртуальной сети литераторы начали намного раньше. В 1898 году Марк Твен в одном из рассказов, по сути, предсказал появление интернета, написав о приборе, с помощью которого можно было наблюдать друг за другом и узнавать самые разнообразные новости. При этом нужная информация отображалась на экране телевизора, который изобрели только в следующем веке.

Сегодня представить свою жизнь без компьютеров и интернета мы не можем. Практически каждый человек, не выходя из дома, может оплачивать услуги, совершать покупки, общаться с родственниками и друзьями по видеосвязи и многое другое. И во всех этих действиях участвует один из главных информационных процессов – процесс передачи информации.

Вопросы:

·     Что такое компьютерная сеть?

·     Какая сеть называется локальной?

·     Что такое глобальная сеть?

Информация передаётся от источника к приёмнику в форме некоторого набора знаков, символов, сигналов.

Для быстрого усвоения нового материала лучше всего получать информацию из нескольких источников. Например, воспользоваться компьютерными технологиями, которые позволяют слушать объяснение нового материала и воспринимать звуковые сигналы, а также смотреть на экран и воспринимать информацию визуально. Передаваемая последовательность сигналов, символов, знаков называется сообщением.

Но как передаются сообщения? Для этого налаживают канал связи, который обеспечивает соединение передатчика и приёмника. Канал связи – это система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений от источника к приёмнику. То есть учебные кабинеты оснащают так, чтобы учащиеся могли посмотреть и послушать, например, учебный фильм. А полученную информацию усвоить. Колонки передают информацию с помощью звуковых волн, видео – с помощью световых волн. Для того чтобы донести информацию до приёмника, её нужно записать или преобразовать в соответствии с правилами, заданными некоторым кодом, то есть закодировать.

На протяжении долгих столетий для передачи писем человечество пользовалось услугами почты, во второй половине 19 века изобрели аппарат для приёма и передачи звука, который назвали телефон. А с 30-х годов 20 века для передачи изображений стали использовать телефакс.

На современном этапе развития электронных коммуникаций ключевую роль стали играть компьютерные сети. Передача и приём информации в компьютерной сети могут происходить различными способами. Различают два режима обмена сообщениями. В первом случае передача и приём сообщений разделены во времени. В этом режиме осуществляются, например, отправка и получение писем по электронной почте. Во втором случае общение происходит в режиме реального времени. Общение в этом режиме обеспечивает средство мгновенного обмена сообщениями — программа-мессенджер (в переводе с английского — связной, курьер). Такие программы позволяют обмениваться через компьютерные сети текстовыми, голосовыми и видеосообщениями.

Важной характеристикой компьютерной сети является скорость передачи информации или пропускная способность канала – это количество информации, передаваемое за единицу времени. Эта величина определяется как количество информации в битах в секунду, а также в кратных единицах: килобит в секунду (кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит в секунду (Гбит/с).

Естественно возникает вопрос. Как организуется обмен сообщениями? Должен быть налажен канал связи, то есть компьютеры должны быть связаны между собой. Для обеспечения связи между компьютерами их объединяют в компьютерные сети. Различают локальные и глобальные компьютерные сети. Давайте разберёмся с каждой из них.

Локальная компьютерная сеть представляет собой объединение компьютеров на небольших расстояниях друг от друга. Как правило, оно внутри одной организации, предприятия, фирмы, учебного заведения. Компьютеры, объединённые в локальную сеть, могут получать совместный доступ к ресурсам компьютера (к программам, файлам, папкам), а также к периферийным устройствам (принтерам, сканерам, дискам, модемам), подключённым к сети. Различают следующие виды локальных сетей: одноранговые и с выделенным сервером.

Одноранговыми называются небольшие локальные сети, где все компьютеры равноправны, то есть каждый из них может пользоваться ресурсами другого. В таких сетях каждый пользователь сам решает, какие ресурсы своего компьютера (программы, файлы или папки) сделать доступными для всей сети.

Если объединяют большое количество пользователей, то доступ ко всем компьютерам сети нежелателен. В таких случаях выделяют самый мощный компьютер, который называется сервер. На жёстком диске сервера размещают файлы (данные и программы), а также размещают периферийное оборудование (принтер, сканер и другое) и к ним открывают доступ для других компьютеров сети. Компьютеры, получившие доступ к файлам и периферийному оборудованию, размещённым на сервере называются клиенты.

Для осуществления передачи и приёма сигнала по каналам связи каждый компьютер, подключённый к локальной сети, должен иметь специальную плату – сетевой адаптер. А само соединение компьютеров в локальную сеть выполняется по проводным каналам с помощью различных типов кабелей (например это могут быть витая пара или оптическое волокно), или по беспроводным каналам (например Wi-Fi).

С малыми компьютерными сетями всё понятно. Но как происходит передача сообщений на большие расстояния?

На сколь угодно больших расстояниях (это могут быть не только разные страны, но и разные континенты) компьютеры также объединяются в сеть, которая называется глобальной компьютерной сетью.

Глобальные компьютерные сети могут быть:

·     Корпоративные - создаются для предоставления деятельности разного рода организациям, которые имеют подразделения на удалённых территориях.

·     Региональные - Это сети, которые создаются в пределах одного региона (например, страна, город или область).

Самой известной и обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет. Интернет – это всемирная система объединённых компьютерных сетей (локальных, региональных и корпоративных) для хранения и передачи информации по всему миру.

Любая глобальная компьютерная сеть состоит из компьютерного узла и канала связи. Узел – это мощный компьютер, который постоянно подключён к сети. К узлам подключаются абоненты. Абоненты – это персональные компьютеры пользователей или локальные сети.

Для передачи данных в глобальных сетях применяют: электрический кабель, радиосвязь через ретрансляторы и спутники связи, инфракрасные лучи, современный оптоволоконный кабель, обычную телефонную сеть.

Организация, предоставляющая пользователям связь с глобальной сетью через свои компьютеры, называется провайдером сетевых услуг. Для подключения удалённых пользователей и локальных сетей к интернету активно используются телефонные линии. Для повышения скорости разработана технология ADSL, что в переводе с английского означает асимметричная цифровая абонентская линия. Это означает, что доступная полоса пропускания канала распределена между исходящим и входящим трафиком неравномерно. Так как у большинства пользователей объём входящего трафика значительно больше объёма исходящего, то скорость входящего трафика больше, чем скорость исходящего. Это ограничение стало проявляться шире в связи с распространением видеосвязи.

Давайте на примере рассчитаем, за какое время через ADSL-соединение со скоростью 512000 бит в секунду мы сможем скачать фильм размером 700 Мегабайт.

Итак, по условию нам известна скорость ADSL-соединения – 5,1 × 10⁵ бит в секунду и размер фильма – 700 × 10⁶ байт.

Переведём 700 × 10⁶ байт в биты.

Для этого нужно 700 × 10⁶ × 8. Получим приблизительно 5,6 × 10⁹ бит.

Как вы помните скорость передачи информации – это количество информации, передаваемое за единицу времени, то есть.

Значит, для нахождения времени, необходимого для скачивания фильма нужно размер файла разделить на скорость передачи данных.  или

Получим приблизительно 10⁴ сек.

Получается, что время необходимое на скачивание файла, зависит обратно пропорционально от скорости. То есть чем выше скорость передачи данных, тем меньше времени тратится на загрузку файла.

Важно запомнить:

·     Передаваемая последовательность сигналов, символов, знаков называется сообщением.

·     Канал связи – это система технических средств и среда распространения сигналов для передачи сообщений от источника к приёмнику.

·     Компьютерная сеть – это два и более компьютеров, соединённых линиями передачи информации.

·     Локальная компьютерная сеть – это сеть, которая объединяет компьютеры, установленные в одном помещении или в одном здании. Компьютеры, объединённые в локальную сеть, могут получать совместный доступ к ресурсам компьютера, а также к периферийным устройствам. Различают следующие виды локальных сетей: одноранговые и с выделенным сервером.

·     Глобальная компьютерная сеть – это сеть, в которой компьютеры объединяются на сколь угодно больших расстояниях.

·     Глобальные компьютерные сети могут быть корпоративные и региональные.

·     Самой известной и обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет.