1. Що таке комп’ютерна мережа? Які типи комп’ютерних мереж ви знаєте?
2. У чому полягає мережева взаємодія?
3. Який комп’ютер називають сервером? Який комп’ютер називають клієнтом?
КЛАСИФІКАЦІЯ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ
Як ви вже знаєте, комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів та інших пристроїв, з’єднаних каналами передавання даних. Метою створення комп’ютерних мереж є передавання даних між комп’ютерами, спільне використання пристроїв і програм, організація спільної роботи над проектами, використання апаратних ресурсів (пам’яті, процесора) більш потужних комп’ютерів мережі тощо.
Комп’ютерні мережі можна класифікувати за значеннями різних властивостей (мал. 2.1).
Розглянемо наведену класифікацію.
За правом доступу до ресурсів виділяють такі види комп’ютерних мереж:
• персональна (PAN, англ. Personal Area Network — мережа особистого простору) — мережа, доступ до якої має окрема людина або кілька осіб. Персональна мережа об’єднує власні електронні пристрої користувачів: стаціонарні та планшетні комп’ютери, ноутбуки, смартфони тощо. Такі мережі найчастіше обладнують удома для особистих потреб;
• корпоративна — мережа, ресурси якої доступні працівникам однієї організації, підприємства, навчального закладу тощо. Обмежений до-
ступ до ресурсів такої мережі можуть мати сторонні особи. Наприклад, інформаційні ресурси корпоративної мережі Укрзалізниці можуть використовувати різні користувачі для отримання даних про розклад потягів, наявність вільних місць і для придбання квитків;
• загального використання — мережа, у якій апаратні та інформаційні ресурси є загальнодоступними, хоча права доступу до ресурсів можуть розрізнятися для різних користувачів. Наприклад, в Інтернеті кожен користувач може на загальнодоступних сайтах переглядати текстові матеріали, зображення та відео, слухати музику, але користуватися лише власного поштовою скринькою та розміщувати матеріали лише на власному сайті.
За охопленою територією комп’ютерні мережі поділяють на:
• локальні (LAN, англ. Local Area Network — мережа локального простору) — з’єднують пристрої, що розташовані на порівняно невеликій відстані один від одного, як правило, у межах однієї або кількох сусідніх будівель. Локальні мережі створюються для забезпечення внутрішніх потреб підприємств, фірм, навчальних закладів тощо;
• регіональні — мережі, ресурси яких розміщені на території деякого регіону. Серед них виділяють міські (MAN, англ. Metropolitan Area Network — мережа міського простору), обласні, національні мережі. У наш час регіональні мережі — це закриті мережі всередині певних країн чи їх об’єднань. Вони можуть належати крупним корпораціям, банкам, військовим організаціям. Для таких мереж прокладено власні канали зв’язку, які не включені до глобальної мережі, але можуть мати до неї доступ;
• глобальні (WAN, англ. Wide Area Network — мережа широкого простору) — об’єднують комп’ютерні мережі та окремі комп’ютери, що розміщені в різних частинах світу. Найвідомішою глобальною мережею є Інтернет, але існують й інші. Наприклад, всесвітня любительська некомерційна комп’ютерна мережа FidoNet, глобальна мережа дистанційної освіти Global DistEdNet тощо.
Одну з класифікацій комп’ютерних мереж побудовано на розподілі
функцій між комп’ютерами. За значеннями цієї властивості мережі поділяють на:
• однорангові — мережі, усі комп’ютери яких мають рівні права та у яких ресурси кожного комп’ютера можуть бути доступні всім іншим комп’ютерам. Однорангові мережі легко налаштувати, але складно забезпечити захист даних і розподіл ресурсів. Локальна мережа комп’ютерного класу школи, як правило, є одноранговою;
• з виділеним сервером — мережі, у яких один або кілька комп’ютерів є серверами, а всі інші — клієнтами. Сервери, залежно від основного виду ресурсів і послуг, які вони надають клієнтам, можуть виконувати ролі:
- файлових серверів — надають місце на диску для зберігання файлів і керують доступом до них користувачів інших комп’ютерів;
- серверів друку — надають спільний доступ до принтерів мережі, керують черговістю виконання завдань від різних користувачів;
- серверів віддаленого доступу — забезпечують зв’язок комп’ютерів мережі з іншими мережами;
- контролерів домену — керують розподілом прав доступу користувачів до апаратних та інформаційних ресурсів мережі
- інші.
Мережі з виділеним сервером зручно обслуговувати, забезпечувати захист даних у них, але налаштування сервера потребує більшої професійної підготовки користувача, ніж цього вимагають однорангові мережі, а також спеціального програмного забезпечення. Такі мережі належать до багаторангових.
Ще одна класифікація комп’ютерних мереж базується на властивостях каналів передавання даних. Якщо пристрої мережі використовують для передавання даних кабелі, то мережа є кабельною (дротовою), в інших випадках — бездротовою (англ. wireless — бездротовий).
Перші комп’ютерні мережі були побудовані на основі кабельного з’єднання. У них використовували для встановлення зв’язку між комп’ютерами існуючі телефонні дроти. Більш надійний і швидкісний зв’язок забезпечують кабелі з оптичного волокна — оптоволоконні. У локальних мережах застосовують інший вид кабелів — кручена пара.
Від виду кабелю залежить працездатність кабельних комп’ютерних мереж. У таблиці 2.1 наведено властивості та їх значення для кабелів різних видів.
Таблиця 2.1
Значення властивостей кабелів
Іншою можливістю передавання даних у комп’ютерних мережах є бездротові технології. Наразі використовують такі технології:
• Bluetooth (англ. bluetooth — синій зуб; технологія отримала назву від імені данського короля X ст. Гаральда Синьозубого на прізвисько Об’єднувач);
• Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity — бездротова точність);
• WiMax (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access — всесвітня сумісність для мікрохвильового доступу).
Різні технології призначені для побудови різних за охопленням території мереж (табл. 2.2).
Таблиця 2.2
Технології бездротового зв’язку
АПАРАТНЕ ТА ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МЕРЕЖ
Об’єднання комп’ютерів у мережу здійснюється з використанням каналів передавання даних і мережевих пристроїв, що забезпечують передавання даних цими каналами:
• мережевий адаптер — для приєднання комп’ютера до каналу передавання даних. Мережеві адаптери існують як для кабельних (мал. 2.2), так і для бездротових мереж;
• комутатор — для передавання даних по каналах усередині мережі (мал. 2.3). Комутатор для бездротових мереж також називають точкою доступу;
• маршрутизатор, або роутер (англ.
router — маршрутизатор), — для передавання даних між двома і більше ділянками мережі або між окремими мережами. Популярні сьогодні Wi-Fi роутери (мал. 2.4) призначені для об’єд
нання пристроїв у локальну мережу за бездротовою технологією та передавання даних між цією мережею та Інтернетом.
Для організації обміну даними між комп’ютерами мережі використовується кілька видів програмного забезпечення:
• програми управління комп’ютерними мережами, що входять до складу операційних систем;
• драйвери пристроїв, що забезпечують передавання даних мережею;
• прикладні програми.
Операційна система Windows 10 містить програми для організації роботи як у локальній мережі, так і в Інтернеті. Частина з них доступна з вікна Центру керування мережами та спільним доступом, яке
можна відкрити, використовуючи контекстне меню значка завдань.
на Панелі
Якщо локальна мережа має виділений сервер, то на ньому встановлюють спеціальне програмне забезпечення. Це може бути, наприклад, серверна операційна система Microsoft Windows Server або інша, яка не входить до сімейства Windows, наприклад FreeBSD, Linux, Novell NetWare тощо. Серверні операційні системи встановлюють і на серверах глобальної мережі.
Значна частина прикладних програм, які виконуються на комп’ютерах у мережі, працюють за клієнт-серверною технологією. Для забезпечення цієї технології потрібні програми двох типів:
• клієнтська — установлюється на комп’ютері користувача та надає можливість звернутися із запитом до ресурсів сервера;
• серверна — установлюється на сервері та відповідає на запити клієнтської складової.
За такою технологією можна побудовати, наприклад, програми тестової перевірки знань учнів. На комп’ютері вчителя встановлюється серверна програма, яка зберігає тестові завдання, надає їх за запитом учня, отримує, перевіряє та фіксує відповіді учнів, веде журнал успішності. На учнівських комп’ютерах установлюється клієнтська програма, яка отримує із сервера завдання та передає на сервер відповідь учня.
МЕРЕЖЕВІ ПРОТОКОЛИ
Під час обміну даними між комп’ютерами мережі передбачається, що дані без спотворення та втрати будуть доставлені від відправника адресату. Для цього потрібно, щоб різноманітні комп’ютери, мережеві пристрої та програмне забезпечення передавали дані за однаковими чітко визначеними правилами. Такі правила називаються мережевими протоколами.
Мережевий протокол — це набір правил, за якими здійснюється обмін даними між комп’ютерами та пристроями, що підключені до мережі, та між різними мережами.
Дані, що передаються мережею, розбивають на невеликі пакети (частини початкового повідомлення) та доповнюють даними комп’ютера-одержу-вача. Кожен пакет передається каналом зв’язку окремо. Маршрут передавання визначають маршрутизатори, вони також стежать і за доставкою пакетів. Після досягнення пункту призначення всі пакети з’єднуються, і дані набувають початкового вигляду.
Правила розбиття даних на пакети, їх доставки до адресата й об’єднання пакетів у єдине ціле визначає протокол TCP (англ. Transmission Control Protocol — протокол контролю передавання). Пересилання пакетів між комп’ютерами здійснюється на основі протоколу IP (англ. Internet Protocol — міжмережевий протокол).
Завдяки тому, що дані розбито на окремі пакети, передавання їх мережею відбувається швидко та надійно. Тому більшість сучасних комп’ютерних мереж здійснює передавання даних на основі набору протоколів, який називається ТСР/ІР.
АДРЕСАЦІЯ В МЕРЕЖАХ
Традиційно, якщо люди хочуть спілкуватися на відстані, вони обмінюються адресами або номерами телефонів. Зазначивши на поштовому конверті адресу, ми впевнені, що наш лист потрапить до місця, у якому знаходиться адресат. Якщо потрібно встановити зв’язок з певним комп’ютером, то слід знати його адресу в мережі. Ця адреса має бути унікальною — у мережі не повинно бути двох комп’ютерів з однаковими адресами, так само як і у традиційній поштовій службі.
Адресу комп’ютера в мережі називають ІР-адресою (англ. Internet Protocol Address — адреса згідно з протоколом Інтернету). ІР-адреса комп’ютера складається із чотирьох цілих чисел від 0 до 255 кожне, розділених крапками.
Приклади ІР-адрес: 66.249.93.104, 193.109.248.70, 82.144.223.61.
ІР-адреси використовуються для отримання доступу до комп’ютерів як у локальних мережах, так і в Інтернеті.
Для тих, хто хоче знати більше
ІР-адреса, у якій використовується чотири цілих числа від 0 до 255, належить до стандарту IPv4 (англ. Internet Protocol version 4 — протокол Інтернету версії 4). У цьому стандарті можна використовувати більш ніж 4 млрд унікальних адрес. Але у зв'язку зі швидким розвитком мережі Інтернет передбачається, що за кілька років вільні адреси закінчаться. Щоб цього не допустити, розроблено новий стандарт адресації в Інтернеті — IPv6.
Запис адреси за новим стандартом складається з восьми цілих чисел від 0 до 65 535, розділених двокрапками. Приклад адреси за стандартом IPv6: 2001:0db8:11a3:09d7:1f34:8a2e:07a0:765d.
Числа в адресі записано з використанням 16-кової системи числення. Стандарт IPv6 може використовувати 340 трильйонів адрес (3,4 • 1038).
Увага! Під час роботи з комп’ютером дотримуйтеся правил безпеки та санітарно-гігієнічних норм.
З’ясуйте IP-адресу вашого комп’ютера. Для цього:
1. Відкрийте контекстне меню значка
на Панелі завдань.
2. Виберіть команду Центр керування мережами та спільним доступом.
3. Виберіть назву існуючого підключення.
4. Виберіть кнопку Відомості у вікні, що відкрилося.
5. Запишіть адресу, зазначену в рядку Адреса IPv4.
6. Запишіть адресу, зазначену в рядку Локальна ІРуб-адреса. Порівняйте запис IP-адрес версії 4 та версії 6.
Комп’ютерна мережа — це сукупність комп’ютерів та інших пристроїв, з’єднаних каналами передавання даних.
Комп’ютерні мережі можна класифікувати за різними ознаками: за правом доступу до ресурсів — персональні, корпоративні, загального використання; за охопленою територією — локальні, регіональні, глобальні; за розподілом функцій між комп’ютерами — однорангові, з виділеним сервером; за каналами передавання даних — кабельні та бездротові.
Для забезпечення передавання даних у мережах використовують мережеві пристрої: мережеві адаптери, комутатори, маршрутизатори (роутери) та інші.
Для організації обміну даними між комп’ютерами мережі використовують програмне забезпечення: програми керування комп’ютерними мережами, які входять до складу операційних систем; драйвери пристроїв, які забезпечують передавання даних мережею; прикладні програми, побудовані за клієнт-серверною технологією.
Мережевий протокол — це набір правил, за якими здійснюється обмін даними між комп’ютерами та пристроями, що підключені до мережі, та між різними мережами. Більшість сучасних комп’ютерних мереж здійснюють передавання даних на основі набору протоколів, який має назву ТСР/ІР.
Адресу комп’ютера в мережі називають ІР-адресою. ІР-адреса комп’ютера складається із чотирьох цілих чисел від 0 до 255 кожне, розділених крапками.
Дайте відповіді на запитання
1°. Що таке комп’ютерна мережа?
2°. Які існують види комп’ютерних мереж за охопленою територією; за правом доступу до ресурсів; за розподілом функцій між комп’ютерами?
3*. Яким може бути доступ до ресурсів комп’ютерних мереж при класифікації за правом доступу до ресурсів?
4°. Які види каналів передавання даних використовують у комп’ютерних мережах?
5*. Яке мережеве обладнання використовують у комп’ютерних мережах? Яке його призначення?
6°. Які види програмного забезпечення використовують у комп’ютерних мережах?
7*. У чому особливості прикладних програм, що працюють за клієнт-серверною технологією?
8°. Що таке мережевий протокол?
9*. Чим, на ваш погляд, пояснюється потреба в розробці мережевих протоколів?
10*. На основі якого набору протоколів передаються дані в сучасних мережах? Назвіть складові цього набору, які ви знаєте. Поясніть їх призначення.
Виконайте завдання
1*. Визначте вид мереж за правом доступу до ресурсів і за охопленою територією:
а) мережа комп’ютерного класу навчального закладу;
б) мережа, що об’єднує домашній комп’ютер, ноутбук і планшет-ний комп’ютер;
в) мережа україномовних освітніх ресурсів.
2*. Поясніть призначення мережевих пристроїв:
а) мережевий адаптер;
б) комутатор;
в) маршрутизатор.
3*. Назвіть, які, на ваш погляд, переваги та недоліки мають:
а) кабельні комп’ютерні мережі; б) бездротові мережі.
4*. Опишіть схему локальної мережі кабінету інформатики вашої школи. 5*. Поясніть призначення мережевих протоколів TCP та ІР.
6*. Укажіть записи, що є правильними ІР-адресами, та поясніть, у чому полягають помилки інших записів:
а) 192.168.201.15 в) 125.78.135 д) 148,162,201,78
б) 184.260.45.615 г) 45.96.154.255 е) 10.10.45.12.68
7*. Зясуйте та запишіть IP-адресу вашого домашнього стаціонарного комп’ютера або ноутбука.
Це матеріал з підручника Інформатика 9 клас Ривкінд