Информатика лабораторный практикум ИЭМ

111

5. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, которые могут осуществлять информационное взаимодействие друг с другом с помощью коммуникационного оборудования и программного обеспечения.

Компьютерные сети создаются с целью доступа к общесистемным ресурсам (информационным, программным и аппаратным), распределенным (децентрализованным) в этой сети. По территориальному признаку различают сети локальные и территориальные (региональные и глобальные).

Телекоммуникационная сеть это совокупность технических и программных средств, посредством которых осуществляются передача и прием такой информации как звук, изображение, данные и текст на большие расстояния по электромагнитным системам.

Для обеспечения взаимодействия программно-аппаратных комплексов в компьютерных сетях были приняты единые правила или стандарт, который определяет алгоритм передачи информации в сетях.

Вкачестве стандарта были приняты сетевые протоколы, которые определяют взаимодействие оборудования в сетях.

Так как взаимодействие оборудования в сети не может быть описано одним единственным сетевым протокол, то был применен многоуровневый подход к разработке средств сетевого взаимодействия.

Врезультате была разработана семиуровневая модель взаимодействия

открытых систем OSI.

Набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия оборудования в сети, называется стеком коммуникационных протоколов. Наиболее популярным является стек TCP/IP. Этот стек используется для связи компьютеров в сети Интернет и в корпоративных сетях.

К сетевым приложениям относятся различные почтовые прикладные программы (Outlook Express, The Bat) и браузеры программы для просмотра веб-страниц (Internet Explorer, Opera, Mozzila Firefox).

Большой интерес представляет глобальная информационная сеть Интернет. Интернет – это объединение транснациональных компьютерных сетей с различными типами и классами компьютеров и сетевого оборудования, работающих по различным протоколам и передающих информацию по различным каналам связи. Интернет это мощное средство телекоммуникации, хранения и предоставления информации, ведения электронного бизнеса.

112

5.1.Основы локальных вычислительных сетей

Внастоящее время на предприятиях и в учреждениях нашли широкое применение локальные вычислительные сети (ЛВС), основное назначение которых обеспечить доступ к общесетевым ресурсам. Кроме того, ЛВС позволяют сотрудникам предприятий оперативно обмениваться друг с другом информацией.

ЛВС применяются для решения таких проблем, как распределение данных, распределение ресурсов, распределение программ.

Локальная вычислительная сеть представляет собой соединение нескольких ПК с помощью соответствующего аппаратного и программного обеспечения. В локальных сетях скорость передачи данных высока, протоколы в сравнении с протоколами глобальных сетей относительно просты, отсутствует избыточность каналов связи.

Локальные сети в зависимости от административных взаимоотношений между ЭВМ разделяются: на 1) иерархические или централизованные; 2) одноранговые.

Влокальных сетях реализуется технология "клиент – сервер". Сервер

–это объект (компьютер или программа) который предоставляет сервисные услуги, а клиент – это объект (компьютер или программа), который запрашивает сервер предоставить эти услуги.

Компьютерная сеть – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов.

Компьютерную сеть можно представить многослойной моделью, состоящей из слоев:

1) компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты. Все компьютеры локальных сетей и их делят на два класса: серверы и рабочие станции;

2) коммуникационное оборудование. Сетевой адаптер – это специальное устройство, которое предназначено для сопряжения компьютера с локальной сетью и для организации двунаправленного обмена данными в сети.

Сетевые кабели. В качестве кабелей соединяющих отдельные ПК и коммуникационное оборудование в локальных сетях применяются:

витая пара – передающая линия связи, которая представляет собой два провода, перекрученных друг с другом с определенным шагом с целью снижения влияния электромагнитных полей;

коаксиальный кабель – кабель, который состоит из одного центрального проводника в изоляторе и второго проводника расположенного поверх изолятора;

113

оптический кабель – это кабель, в котором носителем информации является световой луч, распространяющийся по оптическому волокну.

К коммуникационному оборудованию локальных сетей относятся: трансиверы, повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы. Часть оборудования (приемопередатчики или трансиверы, повторители или репитеры и концентраторы или hubs) служит для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию сети.

Повторители (repeater) – устройства для восстановления и усиления сигналов в сети, служащие для увеличения ее длины.

Приемопередатчики (трансиверы) – это устройства, предназначенные для приема пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в сеть.

Концентраторы или хабы (Hub) – устройства множественного доступа, которые объединяет в одной точке отдельные физические отрезки кабеля, образуют общую среду передачи данных или сегменты сети.

Другая часть оборудования (мосты, коммутаторы) предназначены для логической структуризации сети.

Мосты (bridges) – это программно-аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой.

Коммутаторы (switches) программно-аппаратные устройства являются быстродействующим аналогом мостов, которые делят общую среду передачи данных на логические сегменты.

Третья часть оборудования предназначена для объединения нескольких локальных сетей в единую сеть: маршрутизаторы (routers), шлюзы (gateways). К этой части оборудования можно отнести и мосты

(bridges), а также коммутаторы (switches).

Маршрутизаторы (routers). Эти устройства обеспечивают выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Маршрутизаторы применяют только для связи однородных сетей.

Шлюзы (gateway) – устройства (компьютер), служащие для объединения разнородных сетей с различными протоколами обмена.

Эффективность функционирования ЛВС определяется параметрами, выбранными при конфигурировании сети.

114

5.2. Глобальные сети и технологии глобальных сетей

Интернет это глобальная компьютерная сеть, в которой размещены различные службы или сервисы (E-mail, Word Wide Web, FTP, Usenet, Telnet и т.д.).

Глобальная сеть Интернет была создана в 1990 году на базе сети ARPANet, которую создали в Министерстве Обороны США совместно с университетскими учеными в 1969 г. ARPANet была создана с применением технологии коммутации пакетов на основе

Internet Protocol - IP или семейства протоколов (стека) TCP/IP, т.е.

основана на самостоятельном продвижении пакетов в сети. Именно применение сетевых протоколов TCP/IP обеспечило нормальное взаимодействие компьютеров с различными программными и аппаратными платформами в сети и, кроме того, стек TCP/IP обеспечил высокую надежность компьютерной сети.

Вся информация в Интернете хранится на Web-серверах. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями или каналами общественных телекоммуникаций, составляют базовую часть сети Интернет. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Интернет обычно осуществляется через Интернет-провайдеров

(Internet Service Provider ISP) или корпоративную сеть.

Способы подключения к Интернет можно классифицировать по следующим видам: 1) коммутируемый доступ; 2) доступ по выделенным линиям; 3) доступ по широкополосной сети (DSL - Digital Subscriber Line); 4) доступ к Интернету по локальной сети; 5) спутниковый доступ в Интернет; 6) доступ к Интернету с использованием каналов кабельной телевизионной сети; 7) беспроводные технологии.

Каждый компьютер, подключенный к сети TCP/IP (Интернет), имеет свой уникальный IP-адрес. Адреса в Интернете могут быть представлены как последовательностью цифр из четырех чисел в диапазоне 0 - 255 разделенными точками (например, 223.255.255.0), так и именем, построенным по определенным правилам.

Метод связи имен и IP-номеров называется сервером имени домена (Domain Name Server, DNS). Сервер DNS поддерживает список имен компьютеров, локальных сетей и соответствующих им IP-номеров.

В Интернете применяется так называемая доменная система имен. Каждый уровень в такой системе называется доменом. Имя домена

115

состоит из нескольких частей, расположенных в определенном порядке и разделенных точками.

IP-адреса бывают статические и динамические. Если за компьютером, подключенным к Интернету, закреплен постоянный IP-адрес, то такой адрес называется статическим. Если компьютеру присваивается новое значение IP-адреса при каждом подключении к Интернету, то этот адрес является динамическим.

В Интернете используются не доменные имена, а Universal Resource Locator (URL). URL это адрес любого ресурса (документа, файла) в Интернет, он указывает, с помощью какого протокола следует к нему обращаться, какую программу следует запустить на сервере и к какому конкретному файлу следует обратиться на сервере. Общий вид URL:

http://www.academy.ru/catalog/categories.html

имя компьютера		каталог
протокол	домены	документ

В системе адресов Интернета приняты домены, представленные географическими регионами. Они имеют имя, состоящее из двух букв, например: Украина – ua, Франция – fr, Канада – СА, США – us, Россия ru.

Существуют и домены, разделенные по тематическим признакам, например: учебные заведения – edu, правительственные учреждения gov, коммерческие организации com.

Наиболее распространенными функциональными службами в Интернете являются: 1) электронная почта E-mail; 2) распределенная система гипермедиа Word Wide Web (WWW); 3) передача файлов FTP; 4) поиск данных и программ Archie; 5) доски объявлений USENET news; 6) поиск данных по ключевым словам WAIS (WAIS реализует концепцию распределенной информационно-поисковой системы); 7) Whois адресная книга сети Интернет; 8) доступ в режиме удаленного терминала Telnet; 9) программа Gopher.

Все услуги предоставляемые сетью Интернет можно разделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.

Электронная почта стала первой услугой Интернета, которая и в настоящее время является наиболее используемым сервисом Интернета. E-mail предназначена для обмена почтовыми сообщениями между абонентами сети Интернет.

116

Для работы с электронной почтой используют почтовые клиенты

(Outlook Express, Microsoft Outlook, The Bat) и почтовые Web-

интерфейсы, расположенные на почтовых веб-серверах (например, http://mail.ru/, http://www.hotmail.ru/) и др.

Word Wide Web (WWW) Всемирная паутина. Web (англ. сеть, паутина) является самой популярной службой Интернета. Многие пользователи Интернета считают, что Всемирная паутина (Word Wide Web) это глобальная сеть Интернета. Надо отметить, что это не так. WWW это одна из служб Интернета, но она является его основой, это распределенная система гипермедиа (гипертекста), в которой документы размещены на серверах Интернета и связаны друг с другом ссылками.

HTML, или Hyper Text Markup Language является языком разметки гипертекста, разметка осуществляется с помощью тегов (tags).

FTP это служба или программа-клиент FTP, которая предназначена для пересылки файлов между компьютерами, работающими в сетях TCP/IP, при помощи прикладного протокола передачи файлов (File Transfer Protocol), который определяет правила передачи файлов с одного компьютера на другой.

Archie – это прикладная служба, которая помогает находить файлы, хранящиеся на анонимных FTP-серверах в Интернет.

USENET news это система телеконференций или группы новостей. Каждая телеконференция посвящена определенной теме.

Telnet это возможность интерактивной работы с удаленным ПК и ресурсами сети, к которой подключен удаленный компьютер. Протокол TELNET позволяет подсоединиться к удаленному компьютеру.

5.3. Применение Интернет в экономике и защита информации

Развитие информационных и телекоммуникационных технологий сформировало среду для экономической деятельности в Интернете. Образовался новый интерактивный канал взаимодействия компаний с бизнес-партнерами и клиентами, что обеспечило ведение интерактивного маркетинга и осуществление прямых онлайновых продаж.

Известно, что сетевая экономика это хозяйственная (экономическая) деятельность, базирующаяся на горизонтальных (прямых) длительных связях между всеми участниками совместной деятельности в информационно-коммуникационной среде сети Интернет. Это качественно новая форма управления, которая отличается от командно-иерархической (централизованной) и рыночной форм управления экономической деятельностью.

117

Сетевая экономика может жить только в среде сети Интернет. Она становится базисом для электронного бизнеса, основной составляющей которого является электронная коммерция, которая не может существовать вне сети.

Например, прямая продажа товаров непосредственно потребителям, а не через посредников, представляет собой новую модель ведения бизнеса. Таким образом, традиционные бизнес-процессы (продажа, маркетинг, снабжение и т.д.) в сетевой экономике приобретают новые формы. Сегодня коммерческая деятельность в Интернете стала доступной всем.

Электронный бизнес это предпринимательская деятельность, основанная на использовании информационных и телекоммуникационных технологий, обеспечивающих взаимодействие субъектов экономической деятельности в компьютерных сетях с целью получения прибыли.

Развитие информационной инфраструктуры общедоступной интерактивной сети Интернет, а также простота использования сети объединили множество покупателей и продавцов информацией, товарами, услугами, а взаимодействие субъектов экономической деятельности сформировало новые модели ведения бизнеса.

Информация является одним из наиболее ценных ресурсов любой компании, поэтому обеспечение защиты информации является одной из важнейших и приоритетных задач.

Безопасность информационной системы это свойство, заключающееся в способности системы обеспечить ее нормальное функционирование. Для обеспечения целостности и конфиденциальности информации необходимо обеспечить защиту информации от случайного уничтожения или несанкционированного доступа к ней.

Известны следующие источники угроз безопасности информационных систем: антропогенные источники, вызванные случайными или преднамеренными действиями субъектов; техногенные источники, приводящие к отказам и сбоям технических и программных средств из-за устаревших программных и аппаратных средств или ошибок в ПО; стихийные источники, вызванные природными катаклизмами или форс-мажорными обстоятельствами.

Для обеспечения безопасности информационных систем применяют системы защиты информации, которые представляют собой комплекс организационно-технологических мер, программно-технических средств и правовых норм, направленных на противодействие источникам угроз безопасности информации.

118

Получение доступа к ресурсам информационной системы предусматривает выполнение трех процедур: идентификация, аутентификация и авторизация.

Идентификация присвоение пользователю (объекту или субъекту ресурсов) уникальных имен и кодов (идентификаторов).

Аутентификация установление подлинности пользователя, представившего идентификатор или проверка того, что лицо или устройство, сообщившее идентификатор является действительно тем, за кого оно себя выдает. Наиболее распространенным способом аутентификации является присвоение пользователю пароля и хранение его в компьютере.

Авторизация проверка полномочий или проверка права пользователя на доступ к конкретным ресурсам и выполнение определенных операций над ними. Авторизация проводится с целью разграничения прав доступа к сетевым и компьютерным ресурсам.

5.4. Защита информации от компьютерных вирусов

Компьютерный вирус – это небольшая вредоносная программа, которая самостоятельно может создавать свои копии и внедрять их в программы (исполняемые файлы), документы, загрузочные сектора носителей данных и распространяться по каналам связи.

В зависимости от среды обитания основными типами компьютерных вирусов являются: программные (поражают файлы с расширением. СОМ и .ЕХЕ) вирусы; загрузочные вирусы; макровирусы; сетевые вирусы.

Программные вирусы – это вредоносный программный код, который внедрен внутрь исполняемых файлов (программ). Вирусный код может воспроизводить себя в теле других программ – этот процесс называется размножением.

По прошествии определенного времени, создав достаточное количество копий, программный вирус может перейти к разрушительным действиям – нарушению работы программ и операционной системы, удаляя информации, хранящиеся на жестком диске. Этот процесс называется вирусной атакой.

Загрузочные вирусы – поражают не программные файлы, а загрузочный сектор магнитных носителей (гибких и жестких дисков).

Макровирусы – поражают документы, которые созданы в прикладных программах, имеющих средства для исполнения макрокоманд.

119

Сетевые вирусы пересылаются с компьютера на компьютер, используя для своего распространения компьютерные сети, электронную почту и другие каналы.

По алгоритмам работы различают компьютерные вирусы: черви

(пересылаются с компьютера на компьютер через компьютерные сети, электронную почту и другие каналы); вирусы-невидимки (Стелсвирусы); троянские программы; программы-мутанты; логические бомбы и другие вирусы.

Основные признаки появления вируса в ПК: медленная работа компьютера; зависания и сбои в работе компьютера; изменение размеров файлов; уменьшение размера свободной оперативной памяти; значительное увеличение количества файлов на диске; исчезновение файлов и каталогов или искажение их содержимого; изменение даты и времени модификации файлов и другие признаки.

Одним из основных способов борьбы с вирусами является своевременная профилактика и использование антивирусных программ.

5.5. Программы архивирования данных

Архивация это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь.

Архивация проводится в следующих случаях: когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных файлов; когда необходимо освободить место на диске; когда необходимо передать файлы по E-mail.

Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде.

Лучше всего архивируются графические файлы в формате .bmp, документы MS Office и Web-страницы.

Архиваторы – программа (комплекс программ) выполняющих сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов – разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.80 RU).

Программа архивации позволяет защитить данные от случайной утери в случае, если в системе возникает сбой оборудования или носителя информации.

120

Контрольные вопросы

1.Что такое компьютерная сеть? Что такое телекоммуникационная сеть? Что такое сетевой протокол, стек?

2.Что такое локальная вычислительная сеть (ЛВС)? Какие типы сетей существуют?

3.Что такое сервер, клиент? Как соединяют компьютеры в ЛВС?

4.Что такое коммуникационное оборудование (повторители, приемодатчики, хабы, мост, коммутатор, маршрутизатор, шлюз)?

5.Что такое Интернет?

6.Где хранится информация в сети Интернет? Для чего используют Интернет-провайдера?

7.Как осуществляется подключение к Интернету?

8.Что такое IP-адрес? Объясните понятие доменная система имен.

9.Что такое URL-адрес? Из каких частей состоит URL-адрес?

10.Что такое электронная почта?

11.Для чего используют Word Wide Web, HTML, FTP, Archile, USENET, Telnet?

12.Как защитить информацию в сети Интернет?

13.Что такое электронный бизнес?

14.Что такое компьютерный вирус? Какие типы вирусов существуют?

15.Что такое архивирование данных? Как осуществляется архивирование данных?