コンピュータ ネットワーク - それは何ですか?またどのように構築されますか? 領土原則に基づく分割。 インターネットで使用される主なプロトコル

すべてがそうなるという事実について 現代世界おそらくすべての小学生が知っている巨大な仮想ウェブです。 情報交換が「手から手へ」の原則に従って行われ、主なデータキャリアがスタンプを押した紙フォルダーであった時代は遠い昔のことですが、今では無数の仮想高速道路が地球上のすべての地点を接続しています。単一の情報システム、つまりコンピュータ データ ネットワーク。

コンピュータネットワークとは何ですか?

一般に、コンピュータ データ ネットワークは、エンド ユーザー間の自動データ交換や、このネットワークの機能ユニットやソフトウェアの遠隔制御に必要な、さまざまなコンピュータ機器 (PC やユーザーのオフィス機器を含む) の通信システムです。

分類方法 コンピューターネットワーク(アーキテクチャ、伝送媒体の種類、ネットワーク オペレーティング システムなどによって) 非常に多様ですが、理論のジャングルを掘り下げます。 ネットワーク技術しません: 特に好奇心旺盛なユーザーはいつでも見つけることができます この情報教育文学で。 ここでは、ネットワークの長さに応じた最も単純なネットワークの分類に限定します。

したがって、コンピュータ ネットワークは、地域ベースでローカルとグローバルに分割されます。

グローバル コンピュータ ネットワークは、全世界 (または個々の大きな地域) をカバーし、無制限の数の接続されていない加入者を結び付けるデータ伝送ネットワークです。

ローカル コンピュータ ネットワークは、PC と ネットワーク機器、限られた数のユーザーにデータを送信するように設計されています。 ちなみに、「ローカルネットワーク」という用語は、機器の機能によりリモート向けの通信を組織することができなかったときにシステムに割り当てられました。 長い距離現在、ローカル コンピュータ ネットワークは、(1 つの建物または組織内で) ローカル通信を組織するためと、都市全体、地域、さらには国全体をカバーするために使用されています。

コンピュータネットワークの種類

加入者間の通信を組織する方法に従って、コンピュータ ネットワークのトポロジは次のローカル ネットワーク スキームを区別します。

ここで、ネットワーク ノードはコンピュータ、オフィス機器、およびさまざまなネットワーク機器です。

より複雑なトポロジ (ツリー ネットワーク、メッシュ ネットワークなど) は、3 つの基本タイプのローカル ネットワークのさまざまな接続によって構築されます。

ローカルネットワーク機能

目的について グローバルネットワークそして、インターネットが世界にどのような利益をもたらすかについては説明しません。World Wide Web の主な機能はすでにすべてのユーザーによく知られており、Web のすべての機能を詳細に説明するには、複数の本を費やすことができます。通信網。

同時に、ホーム ネットワークは情報への注目を不当に奪われており、多くのユーザーはなぜローカル ネットワークが必要なのかをまったく理解していません。

したがって、ローカル ネットワークの主な機能は次のとおりです。

• - ワークフローの最適化。 したがって、たとえばオフィス内で組織されたホーム ローカル ネットワークは、すべての従業員にリモートでデータを交換したり、あらゆる種類のオフィス機器を共有したりする機会を提供します。
• - コミュニケーション。 もちろん、ローカル ネットワークが「インターネット接続」を完全に置き換えることはできませんが、外部ユーザーから遮断された独自のコミュニケーション チャネルを組織する必要がある場合 (たとえば、企業従業員向けのフォーラム)、ローカル ネットワークは単にかけがえのない;

• - 機会 リモート管理。 したがって、企業のローカル ネットワークを使用すると、1 人の専門家が数十の異なるデバイスに技術サポートを提供できます。
• - 保存。 同意します。インターネット接続の料金を一度支払って、組織の全従業員に提供する方が合理的です ( ユーザーデバイス) 各従業員 (ガジェット) の World Wide Web へのアクセスに個別に料金を支払うのではなく、無料でアクセスできる可能性。
• - ゲーム、データ交換のセキュリティ、ユーザーの快適さなど。

このように、ローカル ネットワークは、あらゆる分野の活動において非常に便利なツールです。 実際、企業内でも友人間でもよく知られた「ハトメール」に取って代わったのはローカルネットワークでした（結局のところ、これはバッテリーや窓辺の「サボテン」信号をタップするよりもはるかに機能的な代替手段です）。 また、私たちのレッスンは、ローカル ネットワークを自分の手でゼロから作成するだけでなく、企業ネットワークの管理やさまざまな種類のネットワーク機器のセットアップといった、より複雑な問題を解決するのにも役立ちます。

基本概念

コンピュータネットワーク （ コンピュータネットワーク、データネットワーク)- コンピュータ通信システムまたは コンピューター機器(サーバー、ルーター、その他の機器)。 さまざまな物理現象を使用して情報を伝達できますが、通常は - 異なる種類電気信号、光信号、または電磁放射。
データ転送(データ交換、デジタル伝送、 デジタルコミュニケーション) - 物理的な転送原則として、通信チャネルを介した電気通信によって、ポイントからポイントへ、またはポイントからいくつかのポイントへ信号の形でデータ (デジタル ビット ストリーム) が送信され、その後のコンピューター技術による処理が行われます。 このようなチャネルの例には、銅線、光ファイバー、無線通信チャネル、または記憶装置が含まれます。
データ転送アナログまたはデジタル (つまり、バイナリ信号のストリーム) のいずれかであり、アナログ変調またはデジタル エンコードを通じて変調できます。
サーバ人間が直接関与せずに何らかのサービス タスクを実行するために、パーソナル コンピュータ (またはワークステーション) のグループから選択されたコンピュータです。 サーバーと ワークステーションコンソールでの作業への参加者が異なるだけであるため、ハードウェア構成は同じである可能性があります。
一部のサービス タスクは、ユーザーの作業と並行してワークステーション上で実行できます。 このようなワークステーションは、従来、非専用サーバーと呼ばれています。
コンソール(通常はモニター/キーボード/マウス) および人間の参加がサーバーに必要なのは、初期セットアップ段階、緊急事態におけるハードウェアのメンテナンスおよび管理時のみです (標準、ほとんどのサーバーはリモートで管理されます)。 緊急事態に備えて、サーバーには通常、サーバーのグループごとに 1 つのコンソール キット (KVM スイッチなどのスイッチの有無にかかわらず) が提供されます。
ルーター- 少なくとも 2 台の専用ネットワーク コンピュータ ネットワークインターフェース異なるネットワーク セグメント間でデータ パケットを転送し、ネットワーク トポロジに関する情報と管理者が設定した特定のルールに基づいて転送の決定を行います。
電磁放射 e ( 電磁波) - 空間に伝播する外乱 (状態の変化) 電磁場(つまり、電場と磁場が相互作用します)。
信号(情報および通信理論において) - 通信システムでメッセージを送信するために使用される情報の物質的な媒体。 シグナルは生成できますが、メッセージとは異なり、受信する必要はありません。メッセージは受信者によって受け入れられる必要があり、そうでない場合はメッセージではありません。 シグナルは、送信されたメッセージに従ってパラメーターが変化する任意の物理プロセスにすることができます。

ネットワークの形成原理と種類

ネットワークに接続されたコンピュータを次のように呼びます。 ワークステーション(ワークステーション); FAILED リソースを提供するコンピュータはサーバーです。 共有リソースにアクセスできるコンピューターがクライアントです。
同じ部屋にある複数のコンピュータ、または同じ種類の作業 (会計または計画会計、入荷製品の登録など) を機能的に実行する複数のコンピュータは、相互に接続され、ワー​​ク グループに組み合わされて、さまざまなリソース (プログラム、プログラム、製品の登録など) を共有できます。書類、プリンター、FAXなど。
ワークグループは、ワークグループに含まれるコンピュータに通常の操作に必要なすべてのリソースが含まれるように編成されます。 一般に、10 ～ 15 台を超えるコンピュータで構成されるワークグループには専用サーバーが含まれます。これは、すべての共有ディレクトリと、ネットワーク全体またはその一部へのアクセスを管理するための特別なソフトウェアが配置されているかなり強力なコンピュータです。
コンピュータ ネットワークには、ピアツーピア ネットワークとサーバー ベースのネットワークの 2 種類があります。
ピアツーピア ネットワークは、大規模なネットワークを組織する機会はないが、ネットワークがどのように機能し、どのようなメリットがもたらされるのかを確認したい人に適しています。 サーバーベースのネットワークについては、通常、すべてのワークステーションを制御するために使用されます。
実際、これら 2 つのタイプのコンピュータ ネットワークは基本的な動作に違いはなく、これによりピアツーピア ネットワークからサーバーベースのネットワークに非常に簡単かつ迅速に移行することができます。
ピアツーピアネットワーク
ピアツーピア ネットワークは、実際には、一般的な通信タイプの 1 つを介して相互に接続された複数のコンピュータです。 このタイプのネットワークにはサーバーが存在しないため、ネットワークがよりシンプルでアクセスしやすいと考えられます。 ただし、ピアツーピアネットワークでは、コンピュータは主要な作業だけでなくさまざまな問題にも独立して対処する必要があるため、コンピュータは可能な限り強力でなければならないことにも注意する必要があります。
このようなネットワークではサーバーの役割を果たすコンピューターが存在しないため、稼働中のコンピューターであればどれでもサーバーになることができます。 通常、これはユーザー自身によって監視されますが、これがピアツーピア ネットワークの主な欠点です。ユーザーはコンピュータ上で作業するだけでなく、管理者機能も実行する必要があります。 また、コンピューターの問題のトラブルシューティングを行い、ウイルス攻撃からコンピューターを最大限に保護する責任も負う必要があります。
ピアツーピア ネットワークはあらゆるオペレーティング システムをサポートするため、たとえば Windows 95 が考えられます。
通常、ピアツーピア ネットワークは、相互に接続するように構築されています。 大量厳格なデータ保護が必要ない場合、ケーブル経由でコンピュータ (最大 10 台) に接続できます。 それでも、1 人の無能なネットワーク ユーザーがその機能だけでなく、その存在を危険にさらす可能性があります。
サーバーベースのネットワーク
サーバーベースのネットワークは、最も一般的なタイプのネットワークです。
ワークステーションを制御する 1 つ以上のサーバーを使用する場合があります。 サーバーはパワーと速度が特徴で、ユーザーのリクエストを非常に迅速に処理し、その作業は通常、システム管理者と呼ばれる 1 人の人物によって監視されます。 システム管理者ウイルス対策データベースの更新を監視し、ネットワークの問題をトラブルシューティングし、共有リソースを処理します。
このようなネットワーク内のジョブの数は無制限です。 通常のネットワーク動作を維持するためだけに、必要に応じて追加のサーバーがインストールされます。
サーバーは、実行する作業の種類によって異なります。
ファイル – サーバーは保存に使用されます さまざまな情報ファイルとフォルダー内。 このようなサーバーは、次のいずれかの OS によって制御されます。 窓の種類 NT4.0。
プリント サーバーはネットワーク プリンタにサービスを提供し、それらへのアクセスを提供します。
データベース サーバーは、必要なデータを検索してデータベースに書き込むための最大速度を提供します。
アプリケーション サーバーは、高いパフォーマンスを必要とするリクエストを実行します。
他にもメール、通信などのサーバーがあります。
サーバーベースのネットワークは多くのことを提供します さらなる可能性ピアツーピアよりも高いパフォーマンスと信頼性を備えたサービスです。

コンピュータネットワークの目的

すべてのコンピュータ ネットワークには、例外なく、共通リソースへの共有アクセスを提供するという 1 つの目的があります。
リソースという言葉はとても便利です。 ネットワークの目的に応じて、ネットワークに何らかの意味を付けることができます。 リソースには、ハードウェア、ソフトウェア、情報の 3 種類があります。 例えば、印刷装置（プリンター）はハードウェア資源である。 ハード ドライブの容量もハードウェア リソースです。 小規模なコンピュータ ネットワークの参加者全員が同じものを使用する場合 共有プリンター、これは、共通のハードウェア リソースを共有することを意味します。 容量が増加した 1 台のコンピュータを含むネットワークについても同じことが言えます。 ハードドライブ (ファイルサーバー)、すべてのネットワーク参加者がアーカイブと作業結果を保存します。
ハードウェア リソースに加えて、コンピュータ ネットワークではソフトウェア リソースの共有も可能になります。 したがって、たとえば、非常に複雑で時間のかかる計算を実行するには、リモートのメインフレーム コンピューターに接続して計算タスクを送信し、計算の完了後に同じ方法で結果を受け取ることができます。 。
リモート コンピュータに保存されたデータは情報リソースを形成します。 今日のこのリソースの役割は、まず第一に、巨大な情報および参照システムとして認識されているインターネットの例に最も明確に現れています。
リソースをハードウェア、ソフトウェア、情報に分割する例は非常に一般的です。 実際、どのような種類のコンピュータ ネットワークでも作業する場合、すべての種類のリソースが同時に共有されます。 したがって、たとえば、夕方のテレビ番組の内容についての情報を得るためにインターネットに目を向けるとき、私たちは間違いなく他人のハードウェアを使用しており、そのハードウェアが必要なデータを提供する他人のプログラムを実行しています。

ネットワークの基本的なソフトウェアおよびハードウェア コンポーネント

コンピュータネットワーク- 相互接続され、調整されて機能するソフトウェアおよびハードウェア コンポーネントの複雑な複合体。
ネットワーク全体を研究するには、その個々の要素の動作原理についての知識が前提となります。
– コンピュータ。
– 通信機器;
- オペレーティングシステム;
– ネットワークアプリケーション。
ネットワークのハードウェアとソフトウェアの複合体全体は、多層モデルで説明できます。
1. あらゆるネットワークの中心となるのは、 ハードウェア層の標準化 コンピュータプラットフォーム すなわち、ネットワークのエンドユーザーのシステムであり、コンピュータまたは端末装置（任意の入出力または情報表示装置）が可能です。 ネットワーク ノード上のコンピュータは、ホスト マシン、または単にホストと呼ばれることもあります。
現在、パーソナル コンピュータからメインフレーム、スーパーコンピュータに至るまで、さまざまなクラスのコンピュータがネットワーク内で広く使用され、成功しています。 ネットワーク上の一連のコンピュータは、ネットワークによって解決されるさまざまなタスクに対応する必要があります。
2. 第二層 - 通信機器。 コンピュータはネットワークにおけるデータ処理の中心ですが、 最近通信デバイスも同様に重要な役割を果たし始めています。
ケーブル システム、リピータ、ブリッジ、スイッチ、ルータ、モジュラー ハブは、コンピュータやシステム ソフトウェアとともに、補助的なネットワーク コンポーネントからコア コンポーネントになりました。 現在、通信デバイスは、構成、最適化、および管理が必要な複雑で特殊なマルチプロセッサになっている場合があります。
3. ネットワーク ソフトウェア プラットフォームを形成する 3 番目の層は、 OS (OS)。 ネットワーク全体の効率は、ローカルおよび分散リソースを管理するためのどの概念がネットワーク OS の基礎を形成するかによって決まります。
ネットワークを設計するときは、特定の OS がネットワーク上の他のオペレーティング システムとどの程度容易に対話できるか、データの安全性とセキュリティがどの程度確保されるか、ユーザー数をどの程度まで増加できるか、などを考慮することが重要です。別のタイプのコンピュータなどに転送できます。
4. 最上層 ネットワークツール異なっています ネットワークアプリケーション、ネットワーク データベース、メール システム、データ アーカイブ ツール、チームワーク自動化システムなど。
アプリケーションがさまざまなアプリケーションに提供する機能の範囲と、他のアプリケーションとの互換性を理解することが重要です。 ネットワークアプリケーションそしてオペレーティングシステム。

コンピュータネットワークの分類

地域分布別

• PAN (パーソナル エリア ネットワーク)- 同じ所有者に属するさまざまなデバイスの相互作用のために設計されたパーソナル ネットワーク。
• LAN（ローカルエリアネットワーク）- サービス プロバイダーに到達する前に、閉じられたインフラストラクチャを持つローカル ネットワーク。 「LAN」という用語は、小規模なネットワークを表すこともあります。 オフィスネットワーク、数百ヘクタールをカバーする大規模プラントレベルのネットワーク。 外国の情報源は、半径が約 6 マイル (10 km) であると厳密に見積もっています。 ローカル ネットワークは閉じられたネットワークであり、そのようなネットワークでの作業が専門的活動に直接関係する限られた数のユーザーのみにアクセスが許可されます。
• CAN (キャンパスエリアネットワーク)- キャンパス ネットワーク - 近くの建物のローカル ネットワークを統合します。
• MAN (メトロポリタン エリア ネットワーク)- 1 つまたは複数の都市内の機関間の都市ネットワーク。多くのローカル コンピューター ネットワークを接続します。
• WAN (ワイドエリアネットワーク)- ローカル ネットワークと他の電気通信ネットワークおよびデバイスの両方を含む、広い地理的領域をカバーします。 WAN の例は、さまざまなコンピュータ ネットワークが相互に「通信」できるパケット交換ネットワーク (フレーム リレー) です。 グローバル ネットワークはオープンで、あらゆるユーザーにサービスを提供することに重点を置いています。
• 学期 「企業ネットワーク」文献では、それぞれが異なる技術、ソフトウェア、および情報の原則に基づいて構築できる複数のネットワークの組み合わせを指すために文献でも使用されます。

機能的相互作用の種類別

• ポイントツーポイントネットワーク - 最も単純な形式コンピュータ ネットワーク。2 台のコンピュータが通信機器を介して相互に直接接続されているネットワーク。 このタイプの接続の利点は、そのシンプルさと低コストです。欠点は、この方法で接続できるのは 2 台のコンピュータのみであり、それ以上は接続できないことです。

• クライアントサーバー- タスクまたは ネットワーク負荷サーバーと呼ばれるサービスプロバイダー (サービス) とクライアントと呼ばれるサービス顧客の間で分散されます。 多くの場合、クライアントとサーバーはコンピュータ ネットワークを通じて対話し、異なる物理デバイスまたはソフトウェアのいずれかになります。

図 1 - クライアント/サーバーのネットワーク アーキテクチャ図

• ピアツーピア ネットワーク (分散型、ピアツーピア、P2P)は、参加者の平等な権利に基づいたオーバーレイ コンピューター ネットワークです。 多くの場合、このようなネットワークには専用サーバーがなく、各ノード (ピア) がクライアントであると同時にサーバー機能を実行します。 クライアント/サーバー アーキテクチャとは異なり、この構成では、利用可能なノードを任意の数および任意に組み合わせてネットワークを運用し続けることができます。 ネットワークの参加者はピアと呼ばれます。

図 2 - ピアツーピア ネットワーク図

• マルチピアネットワーク 1 つ以上の専用サーバーを含むネットワークです。 このようなネットワークの残りのコンピュータ (ワークステーション) はクライアントとして機能します。

• 混合ネットワーク- 多数のサーバーが存在し、サーバー間でピアツーピア ネットワークを形成するネットワーク アーキテクチャ。 エンド ユーザーはそれぞれ、クライアント/サーバー スキームを使用して自分のサーバーに接続します。 情報の検索は、自分のサーバー上でも、(それを介して) ネットワーク上の他のサーバー上でも、オンラインで行うことができます。 混合ネットワークの利点は、多数のコンピュータで同時に検索を実行できることです。 主な欠点は、ネットワークの信頼性が低下することです。

ネットワークトポロジの種類別

• タイヤ- 物理的な伝送媒体は、共通バスと呼ばれる 1 本のケーブルで構成され、ネットワーク上のすべてのコンピュータがこのケーブルに並列接続されます。 欠点は、少数のワークステーション (20 台以下) の接続と、損傷した場合にネットワークが完全にシャットダウンされることです。 共通ケーブル。 個々のコンピュータに障害が発生しても、ネットワークの動作には影響しません。 信号の歪みを防ぐために、ケーブルの末端にターミネータを取り付ける必要があります。

図 3 - バス トポロジ

• 指輪- これは、各コンピュータが通信回線によって他の 2 台のみに接続されているトポロジです。1 台のコンピュータからは情報の受信のみが行われ、もう 1 台のコンピュータへは送信のみが行われます。 スターの場合と同様に、各通信回線には送信機と受信機が 1 つだけあります。 これにより、外部ターミネータの使用を回避できます。 リング内のコンピュータは完全に同等ではありません (バス トポロジなどとは異なります)。 それらの中には、現時点で送信しているコンピュータからの情報を必然的に早く受信するものもあれば、後で受信するものもあります。 各コンピュータは、受信した信号を中継 (復元) します。つまり、リピータとして機能するため、リング全体での信号の減衰は問題ではなく、リングの隣接するコンピュータ間の減衰だけが重要です。

図4 - リングトポロジ

• ダブルリング- 2 つのリング上に構築されたトポロジ。 最初のリングはデータ転送のメイン パスです。 2 つ目は、メイン パスを複製するバックアップ パスです。 最初のリングの通常動作中、データはそれを介してのみ送信されます。 障害が発生すると、2 番目のネットワークとマージされ、ネットワークは機能し続けます。 この場合、データは最初のリングを介して一方向に送信され、2 番目のリングを介して反対方向に送信されます。 例としては FDDI ネットワークがあります。

• 星- すべてのコンピュータが中央ノードに接続されています。 すべての情報交換は中央コンピューターのみを介して行われ、このように非常に大きな負荷がかかるため、ネットワーク以外のことはできません。 原則として、最も強力なのは中央コンピュータであり、交換を管理するためのすべての機能がそこに割り当てられます。 原則として、スター トポロジのネットワークでは管理が完全に集中化されているため、競合は発生しません。

図5 - スター型トポロジ

• 携帯電話- ネットワーク上の各ワークステーションは、同じネットワーク上の他のいくつかのワークステーションに接続します。 これは、高い耐障害性、構成の複雑さ、過剰なケーブル消費を特徴としており、多数のコンピュータの接続を可能にし、一般に大規模ネットワークに典型的です。 各コンピュータには、他のコンピュータに接続するためのさまざまな方法があります。 ケーブルが切れても 2 台のコンピュータ間の接続が失われることはありません。

• 格子ノードが規則的な多次元格子を形成するトポロジです。 この場合、各格子エッジはその軸に平行であり、この軸に沿って 2 つの隣接するノードを接続します。 1 次元格子の両方の外部ノードを接続することにより、「リング」トポロジが得られます。 スーパーコンピューターのアーキテクチャでは 2 次元および 3 次元の格子が使用されます。 高い信頼性と実装の複雑さが特徴です。

図6 - 格子トポロジー

• 木- このようなトポロジを持つネットワーク ノードのペア間にはパスが 1 つだけ存在するという事実によって特徴付けられます。 n ノード ツリー ネットワーク内の通信チャネルの数は最小限であり、(n - 1) に等しくなります。 リンクの 1 つでも障害が発生すると、ネットワークが 2 つの独立したサブネットワークに分割される可能性があるため、ネットワークの信頼性は低くなります。

図 7 - ツリー トポロジ

• 太い木- ノード間のすべての接続が同じである古典的なツリー トポロジとは異なり、ファット ツリー内の接続は、ツリーのルートに近づくにつれて各レベルで広くなります (より太く、より帯域幅効率が高くなります)。 各レベルの帯域幅を 2 ​​倍にすることがよく使用されます。

図 8 - 「ファット ツリー」トポロジ

伝送媒体の種類別

• 有線（電話線、 同軸ケーブル、ツイストペア、光ファイバーケーブル）
• ワイヤレス（特定の周波数範囲の電波を介して情報を送信する、WI-FI）

コンピュータ ネットワークで使用される伝送メディアの主な種類は次のとおりです。
– アナログ電話チャンネル 一般的な使用;
– デジタルチャンネル;
– 狭帯域および広帯域のケーブル チャネル。
– 無線チャネルおよび衛星通信チャネル。
– 光ファイバー通信チャネル。

機能目的別

• ストレージエリアネットワーク
• サーバーファーム
• プロセス制御ネットワーク
• SOHOネットワーク、ホームネットワーク

通信速度別

• 低速 (最大 10 Mbit/s)、
• 中速 (最大 100 Mbit/s)、
• 高速 (100 Mbit/秒以上);

ネットワーク オペレーティング システム別

• Windowsベース
• UNIXベース
• NetWareベース
• シスコベース

常時接続を維持する必要がある場合

• Fidonet や UUCP などのパケット ネットワーク
• インターネットやGSMなどのオンラインネットワーク

ローカルコンピュータネットワーク

ローカル ネットワークは、1 つの部屋 (たとえば、8 ～ 12 台のコンピュータで構成される学校のコンピュータ室) または 1 つの建物 (たとえば、校舎内の異なる科目室に設置された数十台のコンピュータをローカル ネットワークに組み合わせることができます) に設置されているコンピュータを結合します。通信網）。

図9 - ローカルネットワーク(LAN)図

小規模なローカル ネットワークでは、通常、すべてのコンピュータが同等の権利を持っています。つまり、ユーザーは自分のコンピュータのどのリソース (ディスク、ディレクトリ、ファイル) をネットワーク経由で公開するかを独自に決定します。 このようなネットワークはピアツーピアと呼ばれます。
10 台を超えるコンピュータがローカル ネットワークに接続されている場合、ピアツーピア ネットワークの効率が十分ではない可能性があります。 生産性を向上させ、ネットワーク上に情報を保存する際の信頼性を高めるために、一部のコンピュータはファイルやアプリケーション プログラムの保存に特化しています。 このようなコンピュータはサーバーと呼ばれ、ローカル エリア ネットワークはサーバーベース ネットワークと呼ばれます。
ローカル ネットワークに接続されている各コンピュータには、 特別料金（ネットワークアダプター）。 相互間のコンピュータ ( ネットワークアダプター）はケーブルで接続されています。

グローバル コンピューター ネットワーク インターネット。

現在、インターネットに接続された数千万台のコンピュータには膨大な量の情報（数億個のファイル、文書など）が保存されており、何億人もの人々がグローバルネットワークの情報サービスを利用しています。
は、多くのローカル、地域、および企業ネットワークを統合するグローバル コンピュータ ネットワークであり、数千万台のコンピュータが含まれます。
通常、各ローカル ネットワークまたは企業ネットワークには、高帯域幅リンク (インターネット サーバー) を使用してインターネットに永続的に接続されているコンピュータが少なくとも 1 台あります。

図 10 - グローバル ネットワーク - インターネット
グローバルネットワークの信頼性は通信回線の冗長化によって確保されており、サーバーは原則としてインターネットに接続する通信回線を2本以上備えています。
インターネットの基礎となる「フレームワーク」は、常時ネットワークに接続された 1 億台以上のサーバーで構成されています。
何億ものネットワーク ユーザーが、ローカル ネットワークまたはダイヤルアップ電話回線を使用してインターネット サーバーに接続できます。

基本的なネットワークプロトコル

あるコンピュータを別のコンピュータに接続するだけでは、ネットワークを作成するために必要な手順ですが、十分ではありません。 情報の送信を開始するには、コンピューターが相互に「理解」していることを確認する必要があります。 コンピュータはネットワーク上でどのように「通信」するのでしょうか? この可能性を提供するために、「プロトコル」と呼ばれる特別なツールが開発されました。 プロトコルは、ネットワークを介して情報が送信される際に従う一連のルールです。 プロトコルの概念は、コンピューター業界にのみ適用できるわけではありません。 インターネットを扱ったことがない人でも、プロトコルの使用に基づいて機能するデバイスを日常生活で使ったことがあるでしょう。 したがって、通常の公衆電話網にも独自のプロトコルがあり、これによりデバイスは、たとえば、受話器が回線の相手側で取り上げられたことを確認したり、切断信号や発信者の番号を認識したりすることができます。

この自然なニーズに基づいて、コンピューターの世界には、それぞれのコンピューターが理解できる単一の言語 (つまり、プロトコル) が必要でした。

ネットワークプロトコルコンピュータ ネットワーク上でデータ交換を行うための一連のルールと標準です。

ネットワーク プロトコルの最も一般的な分類システムは、いわゆる OSI モデルです。これによれば、プロトコルはその目的に応じて、物理 (電気信号またはその他の信号の生成と認識) からアプリケーション (送信用のアプリケーション プログラミング インターフェイス) まで 7 つのレベルに分割されます。アプリケーションによる情報）。
ネットワーク プロトコルは、ネットワークに接続されているコンピュータの動作に関するルールを規定します。 これらはマルチレベルの原則に基づいて構築されています。 あるレベルのプロトコルは、通信の技術ルールの 1 つを定義します。 現在、ネットワーク プロトコルには OSI (Open System Interconnection) モデルが使用されています。 オープンシステム、VOS）。
OSIモデルは、ネットワーク運用の 7 レベルの論理モデルです。 OSI モデルは、いくつかの層に編成されたプロトコルと通信ルールのグループによって実装されます。
コンピュータ ネットワーク内のコンピュータ間の対話には 7 つのレベルがあります。
1) 物理的。
2) 論理 (またはチャネル)。
3）ネットワーク。
4）輸送。
5) コミュニケーションセッションのレベル。
6) 代表者。
7) アプリケーションレベル。
1. 物理層電気的、機械的、手順的および機能的な仕様を定義し、 リンク層アナログ電話回線、無線回線、または光ファイバー回線などの伝送媒体を介して相互に直接接続されている 2 つのコンピュータ システム間の物理接続を確立、維持、および切断すること。
2. データリンク層通信チャネルを介したデータ転送を制御します。 このレベルの主な機能は、送信データをフレームと呼ばれる部分に分割し、送信されるビット ストリームからデータを分離することです。 身体レベルネットワーク層の処理、送信エラーの検出、および誤って送信されたデータの回復用。
3. ネットワーク層相互に情報を交換するネットワーク上の 2 つのコンピュータ システム間の通信を提供します。 ネットワーク層のもう 1 つの機能は、ネットワーク (インターネット プロトコル) 内およびネットワーク間でデータ (この層ではパケットと呼ばれます) をルーティングすることです。
4. トランスポート層より高いレベルのネットワークのコンピュータ システム間のデータの信頼性の高い転送 (トランスポート) を保証します。 この目的のために、仮想チャネル (専用電話チャネルに類似) を確立、維持、終了し、送信エラーを検出して修正し、(オーバーフローやデータ損失を防ぐために) データ フローを制御するためのメカニズムが使用されます。
5. セッション層プレゼンテーション層の通信セッションの確立、維持、終了と、異常に中断されたセッションの再開を行います。
6. プレゼンテーション層あるコンピュータ システム上のアプリケーション プログラムで使用される表現から、別のコンピュータ システムで使用される表現へのデータの変換を提供します。 コンピューターシステム。 プレゼンテーション層の機能には、データ コードの変換、その暗号化/復号化、および送信データの圧縮も含まれます。
7. アプリケーションレベルアプリケーション タスクにサービスを提供するという点で、モデルの他の層とは異なります。 この層は、アプリケーション タスクと通信リソースの可用性を判断し、対話するアプリケーション タスクを同期し、エラー回復手順とデータ整合性管理に関する合意を確立します。 重要な機能 アプリケーションレベルネットワーク管理のほか、電子メール、ファイル共有などの最も一般的なシステム アプリケーション タスクの実行も行います。
ISO/OSI モデルの各層には独自の特性があるため、これらすべての機能を単一のプロトコル内で実装することは不可能です。

インターネットで使用される主なプロトコル:

• IMAP4
• ゴーファー

プロトコルの簡単な説明

ローカル ネットワークとグローバル ネットワークの両方で最も一般的なトランスポート層プロトコルで、20 年以上前に米国国防総省によって開発されました。
1 つのプロトコルではなく、連携して動作するプロトコルのセット全体です。 2 つのレベルで構成されます。 上位レベルのプロトコルである TCP は、メッセージを情報パケットに正しく変換する役割を果たし、そこから受信側で元のメッセージが組み立てられます。 下位層プロトコルである IP は、メッセージが正しく配信されることを保証します。 指定されたアドレス。 場合によっては、同じメッセージのパケットが異なるパスを介して配信されることがあります。
標準はオープンであり、継続的に改善されています。

図 11 - TCP/IP プロトコルの動作原理

POP (ポストオフィスプロトコル)

標準のメール接続プロトコル。 POP サーバーは受信メールを処理し、POP プロトコルはクライアント メール プログラムからのメール要求を処理するように設計されています。

SMTP (簡易メール転送プロトコル)

メールを送信するための一連のルールを指定するプロトコル。 SMTP サーバーは確認応答またはエラー メッセージを返すか、追加情報を要求します。

HTTP プロトコル (Hypertext Transfer Protocol) は、アプリケーション レベルのプロトコルである TCP/IP プロトコルの上位プロトコルです。 HTTP は、インターネット上で Web ページを効率的に転送するように設計されました。 HTTP のおかげで、私たちは Web のページの素晴らしさをじっくり考える機会を得られます。 HTTP プロトコルは World システムの基礎です ワイドウェブ.

HTTP コマンドは、HTTP クライアントであるブラウザ インターフェイスを使用して発行します。 リンクをクリックすると、ブラウザは、リンクが指すリソース (たとえば、次の Web ページ) からのデータを Web サーバーに要求します。

Web ページのコンテンツを構成するテキストを、ページ作成者の意図に従って特定の方法で Web ページ上に表示するには、特別なテキスト マークであるハイパーテキスト マークアップ言語 (HTML) タグを使用してマークアップします。

HTTP プロトコル経由でアクセスするインターネット リソースのアドレスは次のようになります: http://www.tut.by

このプロトコルを使用すると、ユーザーとしてリモート コンピューターに接続し (適切な権限がある場合、つまりユーザー名とパスワードを知っている場合)、作業しているのと同じ方法でそのファイルやアプリケーションに対してアクションを実行できます。自分のコンピュータ。

Telnet は端末エミュレーション プロトコルです。 コマンドラインから操作できます。 このプロトコルのサービスを使用する必要がある場合は、インターネットの荒野を探し回らないでください。 適切なプログラム。 Telnet クライアントは、たとえば Windows 98 に付属しています。

コマンドを与えるには Telnetクライアントリモート コンピュータに接続し、インターネットに接続し、[スタート] メニューから [ファイル名を指定して実行] コマンドを選択し、入力行に次のように入力します。telnet lib.ru

(もちろん、lib.ru の代わりに、別のアドレスを入力することもできます。) この後、Telnet プログラムが起動し、通信セッションが開始されます。

WAIS は Wide-Area Information Server の略です。 このプロトコルは、データベース内の情報を検索するために開発されました。 情報システム WAIS は、個々のデータベースが異なるサーバーに保存される分散データベース システムです。 コンテンツと場所に関する情報は、特別なデータベースであるサーバー ディレクトリに保存されます。 ビュー 情報リソース WAIS クライアント プログラムを使用して実行されます。

ユーザーが指定したキーワードで情報を検索します。 これらの単語が特定のデータベースに対して入力されると、システムは、このデータベース内のデータが存在するすべてのサーバー上で、対応するテキストの断片をすべて検索します。 結果は、文書へのリンクのリストとして表示され、文書がどのくらいの頻度で出現するかを示します。 このドキュメント検索ワードとすべての検索ワードの合計。

WAIS システムが時代遅れと考えられる現在でも、さまざまな分野の専門家が調査を行う際に 科学研究それにもかかわらず、彼らは従来の手段では見つけることができない特定の情報を求めてそれに頼ります。

インターネット上の WAIS リソース アドレスは次のようになります: wais://site.edu

Gopher プロトコルは、1991 年に開発されたアプリケーション層プロトコルです。 ハイパーテキストシステムが普及する前 世界的に Web Gopher は、階層構造から情報 (主にテキスト) を抽出するために使用されました。 ファイル構造。 Gopher は WWW の先駆けであり、メニューを使用してあるページから別のページに移動できるようになり、表示される情報の範囲が徐々に狭まっていきました。 Gopher クライアント プログラムにはテキスト インターフェイスがありました。 ただし、Gopher メニュー項目はテキスト ファイルだけでなく、たとえば Telnet 接続や WAIS データベースを指すこともあります。

Gopher は「ゴーファー」と訳され、このシステムの開発者の輝かしい大学出身の経歴を反映しています。 ミネソタ大学の学生スポーツチームはゴールデンゴーファーズと呼ばれていました。

最新のブラウザはこのプロトコルをサポートしているため、Gopher リソースは通常の Web ブラウザを使用して表示できるようになりました。

Gopher 情報リソースのアドレスは次のようになります: gopher://gopher.tc.umn.edu

WAP (ワイヤレス アプリケーション プロトコル) は、携帯電話、ポケベル、ポケットベルなどのワイヤレス デバイスのユーザーにインターネット サービスへのアクセスを提供するために、Ericsson、Motorola、Nokia、Phone.com (旧 Unwired Planet) の企業グループによって 1997 年に開発されました。 電子手帳など、異なる通信規格を使用します。

たとえば、携帯電話が WAP プロトコルをサポートしている場合は、キーボードで目的の Web ページのアドレスを入力すると、携帯電話のディスプレイに直接その Web ページが (簡略化された形式で) 表示されます。 現在、大多数のデバイス メーカーはすでに WAP サポートを備えたモデルの生産に切り替えており、これも改善が続けられています。

ネットワーク機器および機器

技術的な通信手段には、ケーブル (シールド付きおよびシールドなしのツイストペア、同軸、光ファイバー)、コネクタとターミネータ、ネットワーク アダプタ、リピータ、スプリッタ、ブリッジ、ルータ、ゲートウェイ、およびさまざまなプロトコルとトポロジの使用を可能にするモデムが含まれます。単一の異種システム。
ネットワークカード（アダプター）- コンピュータをネットワーク ケーブルに接続するためのデバイス。
情報交換用の物理メディアは通常、太い同軸ケーブル、細い同軸ケーブル、光ファイバー ケーブル、およびシールドなしツイストペア (UTP) です。
インターネットワーキングの問題を解決するために、機器メーカーは、リピータ、ブリッジ、ルーター、ブリッジ/ルーター、ゲートウェイなどのさまざまなインターフェイス デバイスを提供しています。
これらのデバイスの主な違いは、リピーターはレイヤー 1 (物理) で動作し、ブリッジはレイヤー 2 で動作し、ルーターはレイヤー 3 (ネットワーク) で動作するデバイスで、ゲートウェイはレイヤー 4. –7 レベルで動作することです。
ルーター- ネットワーク レベルで動作し、ネットワーク レベルのルーティング情報を使用して、ネットワーク セグメントを接続するためのデバイス。 ルーターは、パケットの送信に最適なパスを選択するために、プロパティ、ネットワークの状態、リンクの健全性、ノードの可用性に関する情報を相互に交換します。 パケットを受信する加入者システムのアドレスに基づいてルートを選択するこのプロセスは、ルーティングと呼ばれます。
区別する 単一プロトコルそして マルチプロトコル IPX/SPX、TCP/IP などの複数のプロトコルを同時にサポートできるルーター。 ネットワーク層の情報を含まないプロトコルもあるため、ルーターはブリッジ機能も実行する必要があります。 このため、最新のマルチプロトコル ルーターは「ブリッジ ルーター」と呼ばれます。 ルーターの利点の中で、ルートを選択する機能、パーティショニング機能は注目に値します。 長いメッセージ複数の短いパケットに分割し、その送信に代替パスを使用することで、並列パスに沿ったトラフィックの調整が可能になり、それによって長さの異なるパケットによるネットワークの接続が可能になり、ネットワークの統合が容易になります。
橋- OSI/ISO モデル リンク層のメディア アクセス コントロール サブレイヤで動作する、ネットワーク セグメントを接続するためのデバイス。 ブリッジはプロトコルに対して透過的です 高レベルつまり、リンク レベルのヘッダーから抽出された受信ステーションの物理アドレスで、あるセグメントから別のセグメントにフレームを送信し、フレームの整合性を分析して、破損したフレームを除外します。 これらのデバイスには自己学習の特性がある場合があります。つまり、フレームがブリッジを通過すると、メッセージを送信するステーションのアドレスが 2 つのテーブルに書き込まれ、それらのテーブルが次のように物理的に配置されます。 異なる側面ブリッジからのアクセスと別のテーブルへの書き込み。
ブリッジによって接続されているネットワーク セグメントは、同じまたは異なるチャネル プロトコルを使用できます。 後者の場合、ブリッジは、あるフォーマットのフレームを別のフォーマットのフレームに変換します。
ブリッジはネットワーク構成の変化に自動的に適応し、ネットワークを接続できます。 さまざまなプロトコルネットワークレベル。 残念ながら、これらのデバイスはネットワーク内の代替パスを使用して負荷を分散することができないため、トラフィックの輻輳（フロー）が発生することがあります。 情報交換通信回線内）。
リピータ- 物理レベルで動作するデバイス。伝播距離を延ばすために信号を増幅することでデータ伝送媒体の減衰を補償するように設計されています。 リピータの種類の 1 つにメディア コンバータがあります。 たとえば、同軸ケーブルと光ファイバーケーブルを接続するとき、ある伝送媒体から別の伝送媒体に移動するときに、信号を変換できます。
スプリッター- 3 つ以上のケーブル セグメントを接続するための受動デバイス。
ゲートウェイ- OSI モデルの上位層 (セッション、プレゼンテーション、アプリケーション) で動作するデバイス。 これらは、ネットワーク セグメントとコンピュータ ネットワークを中央コンピュータに接続する方法を表します。 ゲートウェイを使用する必要があるのは、まったく異なるアーキテクチャを持つ 2 つのシステムを組み合わせて、これらのシステム間を通過するデータ フローを変換する場合です。
モデムは他の通信回線に接続するために使用されます。 最も広く使用されているモデムは、ダイヤルアップ ネットワークへの接続を目的としたものです。 電話線.
モデム- 間で情報を交換するように設計されたデバイス リモートコンピュータ通信チャネル経由で。 ダイヤルアップ電話回線に接続するためのモデムは、コンピュータ データを電話回線経由で送信するためのアナログ オーディオ信号に変換 (変調) し、またその逆変換 (復調) も行います。
モデムは内蔵型または外付け型にすることができます。 内蔵モデムはコンピュータ システム ユニット内に挿入されます。 外部モデムは、ケーブルでコンピュータのシリアル ポートに接続される別のデバイスとして表示されます。シリアル ポートにはマウスが接続されることがよくあります。 内蔵モデムには内蔵モデムが含まれています シリアルポート外部のものには別の電源があります。 内部モデムは外部モデムよりも安価で、他のすべての特性は同等であり、主な特性は速度です。
ファックスモデム- 平文、図面、写真、ダイアグラム、文書の電子送信、既存の通信チャネルを介した送信に適した形式への情報の変換、および元の文書の複製 - ファクシミリ - の紙上への形成を提供する装置。受け取る側。 一般に、テレファックスには、文書を読み取るスキャナ、電話回線を介して情報を送受信するモデム、受信したメッセージを感熱紙または普通紙に印刷するプリンタが含まれています。 もちろん、FAX モデム ボードにはスキャナやプリンタなどのコンポーネントは含まれていません。 情報は「電子」形式でのみ提供されます。

よくある質問

IPアドレス（IPアドレス）とは何ですか？

ネットワーク上の各コンピュータには、独自の一意のアドレス (番号)、いわゆる IP アドレスがあります。これは aaa.bbb.ccc.ddd 形式の番号です (例: 10.240.51.23)。最初の数字と 2 番目の数字は(10.240.) はすべての HOME ネットワークで同じです。3 桁目はコンピュータが接続されているネットワーク セグメントを示し、4 桁目はコンピュータ番号自体を示します。
各コンピュータには、内部 (ローカル) と外部 (インターネット接続時) の 2 つの IP アドレスがあります。

IPアドレスを調べるにはどうすればよいですか?
ゲートウェイ（サーバー）とは何ですか?

これは、インターネットにアクセスするために使用される当社のネットワーク上のコンピュータです。 コンピュータからのリクエストはネットワークを介してサーバーに送信され、データ (IP アドレス、MAC アドレス、ログイン名、パスワード) がチェックされ、その後、インターネットにアクセスできるようになります。

DNSサーバーとは何ですか?

DNSサーバー(「デエンエス」と発音) は、IP アドレスに関する情報を含む特別なサーバーです。 インターネットで使用されるドメイン ネーム システム (DNS) は、一方のホスト名とドメイン名をもう一方の IP アドレスにマッピングします。 DNS は、複数のコンピュータに分散された名前の階層データベースを使用します。

交通とは何ですか?

渋滞ネットワークからコンピュータに送られる情報の量、およびコンピュータからネットワークに送信される情報の量です。 インターネットを閲覧するたびに、バイト単位で測定される一定量の情報がコンピュータに送信されます。
実際のところ、www ページ、ミュージック ビデオ、www チャット、IRC、ニュース サーバーなど、インターネット リソースはすべてトラフィックです。 あなたが www ページを見ているということは、何らかの情報がネットワークからコンピュータに到着していることを意味し、あなたがインターネットから音楽を聴いているということは、情報がネットワークからコンピュータに転送されていることを意味します。
「受信」トラフィックと「送信」トラフィックとは何ですか?
受信トラフィックはネットワークからコンピュータに送られる情報の量であり、送信トラフィックはそれに応じてネットワーク上でコンピュータから出ていく情報の量です。

2 台のコンピュータをネットワーク (ネットワーク ブリッジ) に接続するにはどうすればよいですか?

答え：コンピュータの 1 台がインターネットに接続し、2 台目のコンピュータが 1 台目のコンピュータに接続します。 この場合の主な欠点は、2 番目のコンピュータをネットワークに接続するには、1 番目のコンピュータもネットワーク上に存在する必要があることです。 また、インターネットへの接続がネットワーク カード経由である場合は、追加の LANカード 2 台目のコンピュータを 1 台目のコンピュータに接続するには、 内蔵ネットワーク カードはすでに占有されています (インターネットを受信します)。

最適なネットワーク トポロジの選択を手伝ってください。

答え：まずはキャリアの種類を決めます。 実際のところ、同軸ケーブルまたはツイストペアの使用は、根本的に異なるローカル ネットワーク アーキテクチャを意味します。 最初のケースでは、ネットワークは「共通バス」の原理に基づいて構築されます。ネットワークに含まれるすべてのコンピュータは、ケーブルセグメントを使用してチェーン状に相互に順次接続され、単一のバックボーンを形成します。 これは、ネットワークのすべてのユーザーが同じ階に住んでいる場合、または上下にあるアパートに住んでいる場合に非常に便利です。 しかし、玄関（家）にコンピュータが点在していると、同軸ケーブルがループしてしまい、ネットワークの初期設置段階でも不便です。 さらに複数の新しいユーザーを接続する必要がある場合、問題は急激に増加します。 さらに、「共通バス」は危険です。2 台のコンピュータ間のネットワークの一部が損傷すると、ネットワーク全体が切断されてしまいます。 ツイストペアを使用すると、まったく異なるネットワーク アーキテクチャを作成できます。 ツイスト ペア ケーブルは通常の電話ケーブルに似ていますが、2 本 (または 4 本) のワイヤの代わりに 8 本のワイヤを 4 つのペアに分けて使用します。 ツイストペアケーブルは、より柔軟で実用的なケーブルで、取り付けが簡単で、外部の影響から十分に保護されています。 ただし、このオプションの主な利点は異なります。「スター」または「ツリー」タイプのローカル ネットワークはツイスト ペア ケーブルに基づいており、その中心に通信デバイス (最も単純な場合はハブ) があります。複数のポートがあり、各ポートにエンド コンピュータがケーブル経由で接続されています。 このようなアーキテクチャを使用すると、ネットワークの 1 つ以上のセクションに障害が発生してもネットワークが停止することはなく、他のユーザーは作業を続行できます。 唯一の危険は通信機器の故障です。

私たちは家の間にネットワークケーブルを敷設していますが、雷雨の際にネットワークが停止するのではないかと心配しています。 雷雨にどう対処するか？

答え：雷雨は通常、ネットワークに悪影響を及ぼします。 大規模なネットワークでは、損失なしに通過する雷雨は 1 つもありません。 この脅威からネットワーク機器を保護するためのデバイスは数多くあります。 基本的にこれらはデバイス間のアダプターであり、 ネットワークケーブル。 アダプターは接地されており、ケーブルに雷が落ちた場合、アダプターのみが焼損します。 広告によれば、彼らの仕事の効果は90％に達します。 どのデバイスを選択するかはあなた次第です。 雷雨時のより信頼性の高い方法は、光ファイバーの使用です。 ネットワーク技術少なくともネットワークのオープンエリアでは。

コンピュータ ネットワークは、2 つ以上のコンピュータおよびネットワーク機器間で情報を通信および転送するために使用されます。 通常、「コンピュータ ネットワーク」という用語は使用されませんが、別の概念である「ローカル ネットワーク」が使用されます。 これは、コンピュータ ネットワークがほとんどの場合、 ローカルタイプ.

コンピュータネットワークの種類

ネットワークは通信の規模に応じていくつかの種類に分類されます。

最も単純なタイプの通信は PAN と呼ばれます。 ANは「エリアネットワーク」の略です。 他の種類の通信では、略​​語 AN は同じ意味です。 Pはパーソナルの略です。 この方法は、相互に接続してデータを転送するために使用されます。 さまざまなデバイスそれらすべてを管理する一人の所有者に属します。

より一般的でよく使用される方法は LAN です。 L – ローカル。 ローカルネットワークとは何ですか?このようなネットワークは、同じ部屋、アパート、家、またはオフィス内の 2 つ以上のコンピュータを接続するために使用されます。 これと同じケースには、工場や同様の広いエリア内のコンピュータ間の通信を提供するネットワークも含まれます。

CAN – キャンパスネットワーク。 互いに近くにあるビル、住宅、オフィス間の情報交換に役立ちます。

MAN は、1 つまたは複数の都市内にある膨大な数のコンピュータを接続する巨大なネットワークです。 この通信方法は、さまざまな市または州の管理サービスで使用されます。 たとえば、輸送管理など 社会構造. このネットワークいくつかの単純なローカル ネットワークまたはキャンパス ネットワークが含まれる場合があります。

ワン。 存在し得る最大のネットワークは、グローバルなネットワークです。 つまり全部ではない 地球、ただし特定の地理的エリア、または地域です。 このような接続は、電気通信サービスを提供する組織によって使用されます。 さらに、このような通信は、グローバル ネットワーク チャネルを介してインターネットに供給するためにも使用されます。 これらのネットワークは巨大でユーザーが多いため、パブリックでオープンです。 MAN ネットワークと同様に、 WANネットワーク周囲とサイズが小さい接続が含まれます。

ネットワーク上のコンピュータのサイズと数に加えて、ネットワークは他の基準にも基づいて分割されます。 に使える さまざまな方法シンプルな固定電話回線と衛星の両方からの通信。 ネットワークはデータ転送速度によっても分類されます。

ネットワークを分類する基準には、アクセス レベルやユーザー ランクなどの要素も含めることができます。 すべてのコンピュータがユーザーのステータスを持ち、すべてが同じ権限を持つネットワークが存在する場合があります。 この場合、そのようなサーバー コンピューターは存在しません。 同様のケースは、複数のコンピュータが集まる小規模なネットワークでも発生します。 たとえば、1 つのアパートまたは家に 2 ～ 3 台のコンピューターがあります。 サーバーコンピュータがある場合は別のケースがあります。 このオプションは、より深刻な場合に使用されます。 大規模なネットワーク 1 つのメインセンター (サーバー部分が配置されている場所) からすべてのコンピューターを管理および監視することが重要です。

上記のすべてに加えて、ピアツーピア (ファイル共有) と呼ばれるネットワークもあります。 ピアツーピアネットワークとは何ですか?その中での通信は、別個に専用の通信チャネルを使用するのではなく、インターネットが供給されるのと同じチャネルを通じて実行されます。 これは、ユーザーがファイルやその他のデータを交換するために団結する仮想ネットワークです。 ネットワークにアクセスして使用するには、特別なプログラムが使用されます。

非州立教育機関

高等専門教育

経済・起業家精神研究所

（ノウ・イネプ）

壁外

抽象的な

主題「情報学」のトピックについて

「コンピュータネットワークって何？」 ネットワークの種類」

グループ10-F-11KZの生徒

オヴェゾフ・ロマン・アナトリエヴィチ

科学ディレクター

カサエフ・マラト・ボリソビッチ

モスクワ 2010

導入

1. ネットワークとは何ですか? ネットワークの種類

1.1 ローカルネットワーク

1.2 地域ネットワーク

1.3 グローバルネットワーク

2. ワールドワイドウェブ

結論

参考文献

導入

35～40年前の世界を想像してみましょう。 公共のコンピュータネットワークのない世界。 すべてのコンピューターが独自のデータ ストレージと独自のプリンターを備えていなければならない世界。 電子メールや交換システムのない世界 インスタントメッセージ(ICQ など)。 今では奇妙に聞こえるかもしれませんが、コンピュータ ネットワークが出現する前はまさにそうでした。

コンピュータは今日の世界の重要な部分を占めており、コンピュータ ネットワークは私たちの生活を大幅に楽にし、仕事のスピードを上げ、余暇をより面白くします。

コンピュータの出現直後、情報をより効率的に処理し、ソフトウェアとハ​​ードウェアのリソースを使用するために、コンピュータ間の対話を確立するという問題が生じました。

この作品の目的は、「コンピュータネットワークとは何ですか?」という質問を明らかにし、その種類とタイプを検討することです。

1 . ネットワークとは何ですか? ネットワークの種類

本当の「ネットワーク ブーム」はパーソナル コンピュータの出現後に始まり、最初は職場で、次に家庭で、すぐに幅広いユーザーが利用できるようになりました。 今日、コンピュータ ネットワークは私たちの生活に不可欠な部分となっており、その適用範囲は文字通り人間の活動のすべての領域をカバーしていると自信を持って言えます。

ネット( 通信網 ) – 情報を交換し、リソースを共有するために何らかの方法で接続されたコンピュータおよび/またはその他のデバイスのグループ。

ネットワークに接続されていない複数の個別のコンピューターがあると想像してみましょう。 このようなオフライン環境で同じデータを操作するには、あるコンピュータから何らかのメディア (メモリ カードなど) にファイルをコピーし、それらのファイルを他のコンピュータに転送する必要があります。 文書をすばやく印刷するには、各コンピュータに装備する必要があります。 別のプリンター。 同時 コラボレーションこのような状況で同じドキュメントを持つ複数のユーザーは単純に除外されます。

あらゆるクラスのコンピューターで動作 情報プロセス構成デバイスのフレームワーク内でローカライズされます。 この場合、データ交換は次のように実現されます。 システムバス外部機器との接続を可能にする各種ケーブル。 現代の情報技術にはコンピュータ ネットワークが広く使用されており、コンピュータ間のデータ交換プロセスが基本的な重要性を獲得しています。

ネットワークの種類、あるいはその分類を見てみましょう。 一般に、ネットワークを次のように分類することが受け入れられています。

地元(LAN – ローカルエリアネットワーク)、 地域別(MAN - 首都圏ネットワーク)、 グローバル(WAN – ワイドエリアネットワーク)

1 .1 ローカルネットワーク

ローカルコンピューティングネットワーク (LAN、LAN; LAN、ローカルエリアネットワーク)- 1 つまたは複数の建物内で、1 つまたは複数の自律型 (レンタルではない) 高速デジタル データ伝送チャネル (有線、光ファイバー、マイクロ波無線、または赤外線を含む) によって結合されたパーソナル コンピューターおよび周辺機器のグループ。

LAN は、(組織内またはその組織内で) 一連の相互に関連する機能タスクや情報タスクを解決するために使用されます。 自動化システム）、組み合わせた情報とコンピューティング リソースの共有も可能です。 構築の原則に応じて、LAN は「クライアント サーバー」、「ファイル サーバー」、「ピア ツー ピア」のタイプに分類されます。 LAN には、分散されたグローバル コンピュータ ネットワークにアクセスするための手段が含まれる場合があります。

クライアントサーバー- タスクまたはネットワーク負荷がサーバーと呼ばれるサービスプロバイダーとクライアントと呼ばれるサービス顧客の間で分散されるコンピューティングまたはネットワークアーキテクチャ。 多くの場合、クライアントとサーバーはコンピュータ ネットワークを通じて対話し、異なる物理デバイスまたはソフトウェアのいずれかになります。

ファイルサーバーファイル I/O 操作を実行するために最適化された専用サーバーです。 あらゆる種類のファイルを保存できるように設計されています。 一般に、大量のディスク容量があります。

ピアツーピア , 分散型 または ピアツーピア ネットは、参加者の平等な権利に基づいたオーバーレイ コンピューター ネットワークです。 このようなネットワークには専用のサーバーは存在せず、各ノード (ピア) はクライアントとサーバーの両方になります。 クライアント/サーバー アーキテクチャとは異なり、この構成では、利用可能なノードを任意の数および任意に組み合わせてネットワークを運用し続けることができます。 ネットワーク参加者はピアです。

1 .2 地域ネットワーク

地域（都市）ネットワーク（大都市圏） あ レア N ネットワーク、男性 ) – 1 つのエリア、都市、または地域内の多数のローカル ネットワークを接続するネットワーク。 最も 簡単な例シティ ネットワークはケーブル テレビ システムです。 これは、何らかの理由で電波品質が低すぎる場所での従来のアンテナ ネットワークの後継となりました。 これらのシステムの共通アンテナは丘の上に設置され、信号はケーブル ネットワークを通じて加入者の自宅に送信されました。

インターネットが多くの視聴者を魅了し始めると、ケーブル テレビ事業者は、システムに小さな変更を加えることで、スペクトルの未使用部分の同じチャネルを介してデジタル データが確実に (双方向で) 送信できることに気づきました。 今後 ケーブルテレビ徐々にMANになり始めました。

MAN はケーブル TV だけではありません。 高速ワイヤレス インターネット アクセスに関連した最近の開発により、ブロードバンド ワイヤレス LAN を記述する他の MAN が作成されました。 男- 背骨プロバイダー。 つまり、高速チャネルで接続されたポイントです。 距離 - ポイント間の 1 ～ 10 km。 MAN は、異なる建物にあるネットワークのグループを 1 つのネットワークに結合するために使用されます。 このようなネットワークの直径は 5 ～ 50 キロメートルの範囲に及ぶことがあります。

原則として、MAN はいかなる個別の組織によっても所有されておらず、ほとんどの場合、その接続要素やその他の機器はユーザーのグループ、またはサービス料金を請求するプロバイダーによって所有されています。 サービスのレベルは事前に合意され、一部の保証義務についても話し合われます。

MAN は多くの場合、(大規模な LAN と同様に) 地域リソースの共有を可能にする高速ネットワークとして機能します。 また、他のネットワークへのパブリック接続を提供するためにもよく使用されます。

1 .3 グローバルネットワーク

グローバルネットワークにあるコンピュータの集合です。 長距離、 のために 一般的な使用世界の情報リソース。

現在、グローバルネットワーク、つまりインターネットテクノロジーでの通信を保証するための統一ルールが開発されています。

インターネット（英語） インターネット) - IP プロトコルの使用とデータ パケットのルーティングに基づいて構築された、相互接続されたコンピューター ネットワークの世界的なシステム。 インターネットはグローバルな情報空間を形成し、情報の物理的基盤として機能します。 ワールドワイドウェブおよびその他の多くのデータ伝送システム (プロトコル)。 しばしば「」と呼ばれます。 ワールドワイドウェブ」と「グローバルネットワーク」。 日常生活では「インターネット」と言うことがあります。

これらのルールにより、次のことが確立されます。

個々のコンピュータまたはローカル ネットワークをグローバル ネットワークに接続するための統一された方法。

データ転送の統一ルール。

ネットワーク上の統一されたコンピュータ識別システム (ネットワーク アドレス)。

このテクノロジーを作成する際には、いくつかの目標が追求されましたが、主な目標の 1 つは、部分的な損傷に強いネットワークの作成でした。 この目標を達成するための方法の 1 つは、ネットワーク上で情報を分散処理する技術の開発です。

情報処理の分散化は次のようにして実現されます。 グローバル ネットワークの枠組みは、強力な通信ノードであるホスト コンピュータで構成されています。 これらは、ネットワーク ユーザー間で信頼性の高い 24 時間の情報交換を提供します。 ホスト コンピュータは、専用の電話通信チャネル、光ファイバー ケーブル、または無線通信チャネルによって相互に接続されます。 一連のホスト コンピュータは、国際通信ネットワークとの通信を提供します。 ネットワーク内の 1 つのノード (コンピューター) が故障した場合でも、コンピューターに到達する途中のデータ パケットにより、他のコンピューター間で情報を交換することができます。 必要な住所緊急エリアを迂回して、代替ルートに沿って自動的に送信されます。 情報の受信者にとって、情報パケットがどの方法でコンピュータに配信されるかは問題ではありません。

現代の世界的な電気通信ネットワークは、数十、場合によっては数百のホスト コンピューターを接続します。 彼らは数十万人のユーザーを雇用しています。 特定のネットワークでユーザーに提供されるサービスの範囲は、主にネットワークの機能によって決まります。 ソフトウェアホストコンピュータにインストールされます。

3. ワールドワイドウェブ

ワールドワイドウェブ（英語） ワールドワイドウェブ) - 分散システム、インターネットに接続されたさまざまなコンピュータ上にある関連ドキュメントへのアクセスを提供します。 World Wide Web は、何百万もの Web サーバーで構成されています。 World Wide Web 上のほとんどのリソースはハイパーテキストです。 World Wide Web 上に投稿されたハイパーテキスト ドキュメントは Web ページと呼ばれます。 共通のテーマ、デザイン、相互接続されたリンクによって結合され、通常は同じ Web サーバー上にある複数の Web ページを Web サイトと呼びます。 Web ページをダウンロードして表示するには、特別なブラウザ プログラムが使用されます。 World Wide Web は、情報技術に真の革命をもたらし、インターネットの発展にブームをもたらしました。 インターネットについて話すとき、ワールド ワイド ウェブを意味することがよくありますが、これらは同じものではないことを理解することが重要です。 この言葉は、ワールドワイドウェブを指す場合にも使用されます。 ウェブ（英語） ウェブ） そして " WWW ».

テクノロジー。

このネットワーク構築方法では、データ伝送は無線経由で行われます。 デバイスのネットワークへの接続は、ケーブル接続を使用せずに行われます。

現在最も一般的な構築方法は Wi-Fi です。

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Wi-Fiルーター経由でローカルネットワークを設定する方法

Wi-Fi ネットワークを自分で作成する方法

サーバーと 無線ネットワーク #8

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Wi-FiとWiMAX

WiMAX と Wi-Fi を比較することは決して珍しいことではありません。用語は似ており、これらのテクノロジーの基礎となる規格の名前も似ています (開発された規格はどちらも「802」で始まります)。また、両方のテクノロジーは、ワイヤレス接続であり、インターネットに接続するために使用されます (データ交換チャネル)。 それにもかかわらず、これらのテクノロジーはまったく異なる問題を解決することを目的としています。

• WiMAX は、数マイルの空間をカバーする長距離システムであり、通常、認可された周波数スペクトル (ただし、認可されていない周波数も使用される場合があります) を使用して、ISP にポイントツーポイントのインターネット接続を提供します。 エンドユーザー. 異なる規格 802.16 ファミリは、モバイルから (データ送信と同様の) さまざまなタイプのアクセスを提供します。 携帯電話) から固定 (ユーザーの無線機器が場所に関連付けられる、有線アクセスの代替)。
• Wi-Fi は、ネットワーク アクセスを提供するためにライセンスのない周波数帯域を使用する、通常は数十メートルをカバーする短距離システムです。 通常、Wi-Fi はユーザーが自分のローカル ネットワークにアクセスするために使用されますが、インターネットに接続されていない場合もあります。 WiMAXを例えるなら モバイル通信, その場合、Wi-Fi はコードレス固定電話に似ています。
• WiMAX と Wi-Fi はまったく異なるサービス品質 (QoS) メカニズムを備えています。 WiMAX は、次の間の接続ベースのメカニズムを使用します。 基地局そしてユーザーのデバイス。 各接続は、各接続の QoS パラメータを保証できる特別なスケジューリング アルゴリズムに基づいています。 Wi-Fi は、イーサネットで使用されているのと同様の QoS メカニズムを使用しており、パケットには異なる優先順位が与えられます。 このアプローチでは、すべての接続で同じ QoS が保証されるわけではありません。

その安さと手軽さゆえに Wi-Fiの設置クライアントに提供するためによく使用されます 迅速なアクセスインターネットで さまざまな団体。 たとえば、一部のカフェ、ホテル、駅、空港には無料の Wi-Fi ホットスポットがあります。