Лекция № 1 Тема: Вступ . Оснвные задачи предмета «Организация компютерных сетей». Цель:Усвоить материал и ознакомиться с историей формирование компютерных сетей а также с сущиствующими типами сети. План. 1. Организационный момент. 2. Восприятие и усвоение нового материала : I. История повялени сети и всмирной паутины. II. Назначение и принцип организации сети. III. Технология взаимодействия клиента и сервера. 3. Итог. 4. Домашнее задание. Ход занятия. 1.1 История появления интернета и сети. Идея объединить несколько независимо работающих компьютеров в единую вычислительную систему сформировалась в середине 60-х годов прошлого века. В 1965 г. аспирант Массачусетского технологического института Ларри Робертс осуществил эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами. Алгоритмы, используемые Робертсом для передачи данных, стали основой для новой глобальной вычислительной сети ARPANET. Эта сеть была создана в 1969 г. «Агентством перспективных научных исследований» (ARPA) и со временем объединилась с другими, уже существовавшими на тот период времени сетями. Это объединение компьютерных сетей стало основой, на которой начал формироваться современный Интернет. Карта покрытия сети Arpanet. В те далекие времена компьютеры представляли собой огромные по размерам вычислительные машины (мейнфреймы). Чтобы организовать коллективное пользование подобной машины использовали терминалы. Посредством нескольких таких удаленно подключенных устройств создавалась много-терминальная система. Таким образом, вычислительные возможности одного компьютера разделялись и распределенно использовались несколькими операторами консолейю. Результат выполнения программы выводился сразу на печать! Этот принцип используется и в наше время. Это удобно, в плане централизованного администрирования одного сервера. Экономично, так как процессорное время часто используется на офисном компьютере не эффективно, а комплектующие одного такого компьютера стоят своих денег. В то время, как тонкий клиент — более экономически выгодное устройство, а сэкономленную часть бюджета можно направить на расширение аппаратных возможностей сервера терминалов. С помощью специального ПО все вычислительные процессы будут производиться на одном мощном компьютере, а результат вычислений выводиться на экране терминала. Удобен такой подход и в плане экономии на софте, чтобы не покупать клиентсерверную версию приложения, можно приобрести лицензию на одно устройство (сервер) и использовать эту программу в многопользовательском режиме, подключаясь удаленно к данному серверу с других маломощных компьютеров, участников «локалки». Но во времена громоздких компьютеров, такой способ подключения и коллективного пользования был просто необходимостью. Сам по себе компьютер занимал пространство целой комнаты, был непрост в эксплуатации и очень дорого стоил. Естественно, было просто невозможно поставить такую машину каждому оператору персонально. Сфера применения IBM 7030 просто потрясает. Этот мейнфрейм использовался для разработки атомных бомб, в метеорологии, в обеспечении национальной безопасности США, а также принимал участие в разработке программы «Аполлон». Постепенно стали формироваться глобальные сети, которые объединяли между собой мейнфреймы крупных вычислительных центров и университетских лабораторий. Тут следует оговориться в том, что изначально подобные сети стали формироваться в недрах компьютерной инфраструктуры вооруженных сил США. О том как и в какой последовательности протекали эти процессы написано не мало книг и статей, но общая картина приблизительно такова. По разным источникам можно судить, что технологии создания глобальных вычислительных сетей были переданы военными высшим учебным заведениям США то-ли «бескорыстно» для информационного развития стратегических государственных учреждений, то-ли для «допиливания» новых технологий силами ученой университетской общественности. Так или иначе, локальные сети государственных учреждений США стали объединяться в глобальные сети федерального масштаба. Объединение удаленных суперкомпьютеров глобальными связями. Но все вышеописанное являлось лишь предтечей локальных сетей в их нынешнем понимании. Вторая половина 70-х годов прошлого столетия ознаменовала собой, в истории компьютерных технологий, период бурного развития персональных компьютеров, что послужило толчком в направлении развития малых локальных сетей. В этот период компания Xerox выпустила серию персональных компьютеров Star, которая стала очень популярной. Эти компьютеры стоили немало по нашим современным представлениям о стоимости компьютерной техники, но тогда их цена считалась низкой в сравнении с компьютерами предыдущего поколения. Производительность компьютеров Star тоже была достаточно высока для устройств подобного класса. Машины Xerox Star работали под управлением первой в мире операционной системы с оконным графическим интерфейсом пользователя. Но самое значимое для развития компьютерных сетей стало то, что вендор Xerox заложил в свои новые компьютеры технологическую возможность включения нескольких машин Star в единую сеть. Роберт Меткалф — инженер исследовательского отдела фирмы Xerox впервые предложил стандарт организации малых локальных сетей Ethernet, который используется до сих пор. Не смотря на все свои известные преимущества, персональные компьютеры Star не выдержали конкуренции с изделиями корпорации IBM и были вытеснены с рынка. Устройства IBM отвечали всем самым высоким требованиям к компьютерному оборудования того времени. Огромное и налаженное производство компании IBM и его мощности позволили снизить цены на ПК (скорее PC) до минимума. Целевой потребитель от такого положения дел только выигрывал, и результаты компании IBM в плане продаж стали недосягаемы для конкурентов. За счет укрупнения производства стоимость продукции уменьшилась, а качество возросло — редкое явление для нашей с вами действительности, не так ли, граждане соотечественники. Xerox Star — один из первых персональных компьютеров. Кстати, именно компания Xerox является автором манипулятора (компьютерной мыши). Работы проведенные ARPA по созданию глобальной сети, устойчивой к повреждениям каналов, оказались весьма перспективными. В 1971г. в составе сети было уже 15 узлов, а к 1972г. это число возросло до 40. В 1973г. ARPANet приобрела статус международной сети, когда к ней подключились компьютерные центры в Англии и Норвегии. В 1975г. в объединенную сеть входило порядка 60 крупных исследовательских центров, работавших на вычислительных машинах фирмы DEC - терминалах VAX и PDP 10s. Главной сетевой ОС стала система UNIX, поддерживающая заметное количество платформ и позволяющая подключаться к сети большому числу пользователей. В 1980г. к ARPANet подключилась крупная сеть CSNET, объединявшая нескольких штатов. Это решение, позволившее свободно подключать к ARPANet новые сети, послужило началом быстрого роста глобальной Всемирной сети, в которой TCP/IP стал основным протоколом. Поэтому годом рождения сегодняшней сети Internet обычно считают 1983г. 1.2 Назначение и принципы организации сетей. Понятие сети. Базовые принципы сетевых коммуникаций. Пакеты данных. Способы объединения устройств в сети. Виды сетевых ресурсов. Клиенты и серверы. Классификация сетей. Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных специальным программным обеспечением, которое обеспечивает передачу данных в соответствии с заданными правилами. Компьютерная сеть - это комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов: - компьютеров; - коммуникационного оборудования; - операционных систем; - сетевых приложений. Передачу сообщений между любой парой компьютеров сети обеспечивает коммуникационная система, которая может включать кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства. Цели создания компьютерных сетей: - совместное использование дорогостоящих устройств (дисковые массивы, принтеры, сканеры, графопостроители и т. д.), - создание общих баз данных и корпоративных информационных систем общего пользования, - организация параллельных вычислений, в т. ч. территориально распределенных, - совместное использование каналов связи (модемы, факсы, Интернет). Пакет - единица информации, передаваемой по компьютерной сети. Термины «клиент» и «сервер» используются как для обозначения компьютеров, подключенных к сети, так и обозначения функций программных модулей. Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет - клиентом. Один и тот же компьютер может одновременно играть роли и сервера, и клиента. 1.3 Технология взаимодействия клиента и сервера Сети ЭВМ подразделяются на различные типы, в зависимости от признака, по которому производится классификация. Классификация сетей: - по масштабу: локальные и глобальные (распределенные), городские, корпоративные, сети провайдеров. - по архитектуре: Ethernet, Arcnet, SDH, ATM. - по топологии (физической и логической) : полносвязная, ячеистая, шина, звезда, кольцо, смешанная. - по проводящей среде (физические принципы и стандарты технической реализации): электрические кабели: коаксиальный кабель, витая пара, силовая сеть; оптические кабели: одномодовые и многомодовые; безпроводные (безкабельные): радиосвязь (радиорелейная, сотовая, спутниковая, WiFi, Bluetouch), оптические волны, инфракрасные волны. - по способу организации совместного использования ресурсов и типу серверных операционных систем (Windows, Unix, Novell NetWare). Локальные сети (Local Area Network, LAN) - объединения компьютеров, на небольшой территории, принадлежат одной организации, построены на основе единой сетевой технологии. Глобальные сети (Worldwide Area Network, WAN) - объединения компьютеров, на больших территориях, построены на основе разных сетевых технологий (Интернет). Городские сети, сети мегаполисов (Metropolitan Area Network, MAN) объединения компьютеров, на городских территориях , построены на основе разных сетевых технологий (Сеть образования и науки, Дом.ру.)
