Сети. Локальные сети передачи данных. 1 Часть.

• 1 слайд

  СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
  

• 2 слайд

  ЛОКАЛЬНЫЕ
  ГЛОБАЛЬНЫЕ
  СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
  Локальные сети (Local Area Network — LAN) состоят из компьютеров, сосредоточенных на небольшой территории и которые, как правило, принадлежат одной организации. За счет того, что расстояния между отдельными компьютерами небольшие, появляются широкие возможности для использования телекоммуникационного оборудования, обеспечивающего высокую скорость и качество передачи данных.
  Глобальные сети (Wide Area Networks — WAN) объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (единицы и десятки мегабит в секунду). Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
  

• 3 слайд

  ЛОКАЛЬНЫЕ СЕТИ
  - локальные сети с маршрутизацией данных / Network with data routing (SWITCH)
  
  Это сеть, в которой для передачи данных необходимо выполнение маршрутизации до конкретного адресата. Такая сеть состоит из группы узлов коммутации, направляющих данные на конкретных адрес и порт получателя. Данные могут передаваться в виде пакетов с хранением в узлах коммутации
  В зависимости от технологии передачи данных различают:
  - Локальные сети с селекцией данных / Network with data selection (HUB)
  
  - блок данных, посланный системой-отправителем, получают все системы сети, каждая из которых обрабатывает только адресованные ей блоки
  - отсутствуют узлы коммутации
  - все абонентские и административные системы подключены к одному или к группе параллельно
  В зависимости от используемых физических средств соединения локальные сети подразделяются на
  
  Кабельные и Беспроводные.
  

• 4 слайд

  Типы построения
  Одноранговые сети
  Иерархические сети
  Сеть, в которой каждый компьютер (рабочая станция) имеет одинаковые права. В одноранговых сетях возможно дополнительно создать подсети, так называемые рабочие группы.
  
  Одноранговость подразумевает, что каждый владелец компьютера в сети, может самостоятельно управлять ресурсами и данными, находящимися на компьютере. Разрешить пользоваться ресурсами и данными того или иного компьютера означает предоставить общий доступ пользователям, находящимся в той же группе, что и данный компьютер, а также можно установить пароль доступа и права доступа к ресурсу.
  
  Компьютер, находящийся в локальной сети, но при этом не входящий в ту или иную группу, не сможет воспользоваться общим ресурсом, выделенным для данной группы пользователей.
  Сеть, в которой один из компьютеров выполняет функции хранения/распределения данных (выделенный сервер), предназначенный для управления взаимодействием рабочих станций и ряда сервисных функций.
  
  Создание и эксплуатация иерархической сети подразумевает администрирование соответствующим специалистом — системным администратором.
  
  Предоставление ресурсов в иерархической сети в отличие от одноранговой осуществляется в соответствии с правами того или иного пользователя.
  
  Старшим уровнем является |ADMIN| (Администратор)
  младшим – |GUEST| (Гость)
  
  В системах UNIX подобных систем предусмотрен суперпользователь – ROOT.
  

• 5 слайд

  Для полноценного использования ресурсов сети пользователи должны быть зарегистрированы администратором в сети с определенными правами доступа, согласно которым выделенный сервер определять ресурсы и данные, которые доступны конкретному пользователю.
  
  Вход в локальные компьютерные сети пользователем осуществляется на основе идентификации его сервером в соответствии с логином и паролем.
  Создание сети с выделенным сервером, аккумулирует большой объем общей информации, позволяет снизить требования к техническим характеристикам других компьютеров в сети.
  Достоинства иерархической сети:
  
  Надежная система защиты;
  
  Высокое быстродействие;
  
  Отсутствие ограничений на число рабочих станций.
  Недостатки иерархической сети:
  
  Высокая стоимость, необходимость в сервере;
  
  Меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями т.к. комбинируя одноранговые сети, можно получить сети более сложных видов;
  
  Сложность иерархической сети с несколькими выделенными серверами (файловый сервер, сервер печати и т.д.);
  
  Функционирование, основанное на иерархии серверов, когда сервер нижнего уровня подключаются к серверам более высокого уровня.
  Сервер является ядром локальной сети и обеспечивает доступ пользователей к информационной системе, а также координирует работу периферийных устройств, «расшаренных» (To share – делиться) в сети.
  

• 6 слайд

  Аппаратная часть локальной сети
  Сетевой адаптер: (сетевая карта, карта сетевого интерфейса (Network Interface Card), сетевой модуль, сетевой контроллер). В зависимости от конфигурации компьютера может быть интегрирован в материнскую плату, либо являться отдельным устройством на одной из шин. В сервере может быть установлено несколько сетевых адаптеров.
  
  Существующие сетевые адаптеры различаются по используемому методу доступа (Ethernet, ArcNet, TokenRing).
  
  Базовым стандартом сегодня является ETHERNET, позволяющий передавать данные со скоростями 10/100/1000 в 1с.
  Тип кабеля, используемый сегодня для передачи данных – UTP (витая пара) различных категорий.
  Тип коннекторы для подключения адаптера к сети – RJ 45, подразумевающий обжимку кабеля в определенном порядке.
  

• 7 слайд

  БЕСПРОВОДНЫЕ СЕТИ
  Wi-Fi- технология беспроводной связи. Wireless Fidelity
  (с англ. - беспроводная точность).
  Предназначена для доступа на коротких дистанциях и, в то же время, на достаточно больших скоростях.
  
  Существует 19 модификаций этого стандарта - IEEE 802.11, их отличие друг от друга в скорости передачи данных и расстоянии на которое они могут передавать данные. Максимальная скорость работы 11/ 54/ 320 Мбит/c соответственно, а расстояние передачи порядка 100 метров.
  
  Самым новейшим стандартом является IEEE 802.11 6е – до 3 Гбит/с.
  Wi-Fi как протокол был создан в 1998 году в лаборатории радиоастрономии CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation) в Канберре, Австралия. Создателем беспроводного протокола обмена данными является инженер Джон О’Салливан.
  
  Стандарт передачи данных беспроводным методом стандартизирован лишь в 2009 году.
  
  Беспроводные протоколы организации локальных сетей на данный момент являются самыми быстро развивающимися и охватывают все сферы сетевой инфраструктуры.
  

• 8 слайд

  Организация WLAN
  Структурная организация беспроводной сети подразумевает наличие не менее одной точки доступа и адаптеров на клиентских устройствах, поддерживающих протоколы беспроводной связи.
  
  Проводные и беспроводные сегменты легко линкуются в одну локальную сеть, становясь равноправными сегментами.
  
  Обязательным условием использования беспроводного сегмента в составе локальной сети является наличие авторизации.
  
  Минусом организации данных сегментов сетей являются несовершенные протоколы шифрования. Так протокол шифрования WEP был достаточно быстро взломан. Протокол WPA2/PSK оказался более устойчивым к взломам, но и он не оказался надежен на все 100%.
  Методы Brute force и Key Reinstallation Attack
  позволяют прослушивать протоколы передачи данных и подбирать пароли
  

• 9 слайд

  Протоколы локальных сетей
  NetBEUI
  Небольшой по объемам требуемого программного обеспечения протокол.
  Фактически не требует настройки, работает эффективно и быстро в небольших и средних по размерам сетях (до 200 компьютеров).
  Серьезными недостатками протокола являются ограничения при работе в сетях с большим количеством компьютеров и, самое главное, отсутствие поддержки маршрутизации — возможности сетевой адресации и функции пересылки пакетов между сетями в нем просто не реализованы.
  IPS/SPX и NWLink
  Стек протоколов IPX/SPX был разработан фирмой Novell в начале 80-х гг. для сетевой операционной системы NetWare. Как и NetBEUI, протокол IPX/SPX является небольшим (его программную поддержку легко уместить на обычной дискете 1,44 Мб вместе с DOS) и быстрым, что было особенно важно в эпоху первого поколения IBM-совместимых компьютеров с малым объемом оперативной памяти (640 Кбайт).
  В стеке IPX/SPX поддерживается маршрутизация. Оба этих фактора, наряду с надежностью серверов на базе операционной системы Novell Netware тех лет, способствовали широкому распространению стека IPX/SPX. К недостаткам этого стека протоколов следует отнести интенсивное использование широковещательных сообщений, серьезно нагружающих сеть.
  Основным недостатком IPX/SPX стала его лицензия, которую необходимо было покупать. В результате она был заменен общедоступным стеком TCP/IP.
  Стек протоколов — это иерархически организованный набор сетевых протоколов,
  достаточный для организации взаимодействия узлов в сети.
  

• 10 слайд

  TCP/IP – КОРОЛЬ СТЕКОВ СЕТЕВЫХ ПРОТОКОЛОВ
  История развития стека TCP/IP (как и история Интернета) берет начало в
  конце 60-х гг. прошлого, XX века.
  Основные преимущества стека TCP/IP перед другими (например, перед
  стеком IPX/SPX) — более удобная система сетевой адресации, возможность
  фрагментации пакетов и очень небольшое количество широковещательных
  сообщений.
  
  В результате сегодня стек TCP/IP практически вытеснил все остальные — он используется и в небольших домашних сетях, и в глобальной сети Интернет.
  На физическом уровне TCP/IP поддерживает работу с основными технологиями локальных сетей — Ethernet, Token Ring, Wi-Fi, Bluetooth и т. д.
  В стеке трудятся 2 протокола:
  TCP - Transmission Control Protocol
  один из основных протоколов передачи данных локальных сетей и интернета.
  
  Пакеты в TCP называются сегментами.
  IP - Internet Protocol — маршрутизируемый протокол. Именно IP стал тем протоколом, который объединил отдельные компьютерные сети во всемирную сеть Интернет, применяя присвоение IP адреса каждой единице устройств сети.
  

• 11 слайд

  The Open Systems Interconnection model — сетевая модель , посредством которой различные сетевые устройства могут взаимодействовать друг с другом. Модель определяет различные уровни взаимодействия систем. Каждый уровень выполняет определённые функции при таком взаимодействии.
  
  Модель OSI была разработана в конце 1970-х годов для поддержания разнообразных методов компьютерных сетей.
  
  OSI была отраслевой инициативой, направленной на то, чтобы заставить участников отрасли согласовать общие сетевые стандарты для обеспечения совместимости с несколькими поставщиками. Для больших сетей было обычным делом поддерживать несколько наборов сетевых протоколов, причем многие устройства не могли взаимодействовать с другими устройствами из-за отсутствия общих протоколов.
  
  В 1980-х годах она стала рабочим продуктом группы взаимодействия открытых систем Международной организации по стандартизации (ISO).
  
  Модель не смогла дать полное описание сети и не получила поддержку архитекторов на заре Интернета, который впоследствии нашел отражение в менее предписывающем TCP/IP.
  
  Модель OSI до сих пор используется в качестве эталона для обучения и документации;
  Некоторые инженеры утверждают, что эталонная модель OSI все еще актуальна для облачных вычислений. Другие считают, что оригинальная модель OSI не соответствует современным сетевым протоколам, и вместо этого предлагают упрощенный подход.
  Сетевая модель OSI
  

• 12 слайд

  7 Уровней OSI
  Прикладной уровень - Прикладной уровень, уровень приложений - верхний уровень
  модели, обеспечивающий взаимодействие пользовательских приложений с сетью.
  
  Уровень представления - обеспечивает преобразование протоколов и кодирование/декодирование данных. Запросы
  приложений, полученные с прикладного уровня, на уровне представления преобразуются в формат для передачи по
  сети, а полученные из сети данные преобразуются в формат приложений.
  
  Сеансовый уровень - обеспечивает поддержание сеанса связи, позволяя приложениям взаимодействовать между собой длительное время. Уровень управляет созданием/завершением сеанса, обменом информацией, синхронизацией задач.
  
  Транспортный уровень - предназначен для обеспечения надёжной передачи данных от отправителя к получателю. При этом уровень надёжности может варьироваться в широких пределах.
  
  Сетевой уровень - предназначен для определения пути передачи данных. Отвечает за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию.
  
  Канальный уровень - предназначен для обеспечения взаимодействия сетей на физическом уровне и контроля ошибок, которые могут возникнуть.
  
  Физический уровень - нижний уровень модели, который определяет метод передачи данных, представленных в двоичном виде, от одного устройства (компьютера) к другому.
  

• 13 слайд

  КОНЕЦ ЧАСТИ 1