Розробка уроку

Тема уроку: мережні технології.

Мета: сформувати в учнів основні поняття мережних технологій, апаратне і програмне забезпечення мереж, уявлення про класифікацію комп’ютерних мереж; поняття мережних протоколів; призначення й структуру Інтернету. Після вивчення матеріалу учень

описує поняття:

подає приклади:

описує: способи під’єднання до Інтернету.

Обладнання: під'єднаний до мережі Інтернет ПК з встановленими ОС і браузером.

Структура уроку

  1. Організаційний частина.
  2. Актуалізація опорних знань.
  3. Виклад нового матеріалу.
  4. Закріплення вивченого матеріалу.
  5. Підбиття підсумків уроку, виставлення оцінок.
  6. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Організаційна частина
Вітання з класом. Перевірка присутності і готовності учнів до уроку. Перевірка виконання домашнього завдання.

2. Актуалізація опорних знань

  1. Яке суспільство ми називаємо інформаційним?
  2. Що таке інтелектуальна власність та авторське право?
  3. Що ви розумієте під поняттями: інформаційна культура, інформаційна грамотність, ІКТ-компетентність.
  4. Які є види інформаційних систем?
  5. Що відносимо до апаратного та програмного забезпечення інформаційної системи?

3. Виклад нового матеріалу

Існує багато типів мереж, що надають різні послуги. Протягом дня люди телефонують, дивляться телевізійні шоу, слухають радіо, щось інформацію або грають у відеоігру з партнером з іншої країни. Все це було б неможливо, якби не було надійних мереж. Мережі об'єднують людей і пристрої незалежно від того, в якій частині світу вони розташовані. Мережі використовують, не замислюючись, як вони працюють і що було би, якби їх не існувало.

Комунікаційні технології, які використовували наприкінці 90-х років ХХ століття, вимагали прокладання окремих, спеціалізованих мереж. Для доступу до кожної мережі необхідні були окремі пристрої. Телефони, телевізори та комп'ютери передавали дані з використанням спеціалізованих технологій і мережевих структур. Але всім хотілося отримати легкий доступ до всіх служб з одного пристрою одночасно.

Сучасні технології дозволили створити мережу нового типу, яка надає кілька видів послуг. На відміну від некомутованих мереж нові об'єднані системи можуть передавати голос, відеозображення і дані з використанням одного і того самого каналу зв'язку. З'явилася можливість дивитися ефірні відеопрограми на моніторі комп'ютера, телефонувати через Інтернет або шукати інформацію в Інтернеті, використовуючи екран телевізора. Все це зробили об'єднані мережі.

Історія
Все починалося у 1957 року. У США було створене Агентство перспективних розробок (ARPA). Одна з проблем, над якою працювало агенство, полягала у тому, що було необхiдно об’єднати роботу дослiдницьких установ, розкиданих по територiї США. Необхiдна була чiтка, налагоджена система, яка б дозволяла рiзним дослiдницьким центрам координувати свою роботу, обмiнюватись iнформацiєю за принципом «кожний з кожним». Працювати ця система мала таким чином, щоб вихiд зладу одного вузла цiєї мережi жодним чином не вплинув на роботу iнших. Що ж потрiбно було об’єднати в цю мережу? Очевидно, комп’ютери як мозковий центр будьякої дослiдницької лабораторiї. У сiчнi 1969 року вперше на декiлька хвилин було запущено систему, яка зв’язала мiж собою чотири комп’ютери в рiзних кiнцях США. А вже через рiк нова iнформацiйна система розпочала роботу. Природно, що її назвали Arpanet.

У 1973 роцi через Arpanet вперше «поспiлкувалися» комп’ютери рiзних країн. Мережа стала мiжнародною. Коли в мережу приєдналися вже тисячi комп’ютерiв, стало очевидним, що необхiдно повнiстю переробити механiзм доступу до Arpanet. Такий механiзм було запроваджено у 1983 роцi. Це був протокол зв’язку TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). У тому самому роцi вiдбувся розподiл мережi Arpanet на частини, одна з яких вiддiлилась як наукова мережа NSFNet. Саме на її базi утворено мережу Інтернет. У 1995 роцi розпочався справжнiй бум Інтернету. А 14 квiтня 1998 року вiдбувся святковий «запуск» нової мережi, яку назвали Інтернет2.

Інтенсивний розвиток мережних технологій пов'язаний з появою в 1960-х роках великих обчислювальних машин, або мейнфреймів (mainframe) серії IBM 360. Складний комплекс електронних та електромеханічних пристроїв, зокрема периферійних (зовнішніх) пристроїв; накопичувачів на магнітних стрічках, барабанах та дисках, потребував спеціальних умов експлуатації та великого штату персоналу для обслуговування. Для ефективнішого використання цієї техніки створювались обчислювальні центри, що використовували комп'ютери різної потужності та комплекс периферійних пристроїв. Концентрація обчислювальних потужностей вимагала їх колективного використання. Так з'явились перші системи опрацювання на відстані завдань, що ґрунтувались на використанні різних типів термінальних і інтелектуальних пристроїв, які могли бути розташовані за межами обчислювальних центрів.

Поява персональних комп'ютерів та необхідність обміну інформацією між користувачами істотно прискорили розвиток мережевих технологій. Невдовзі з'явилась потреба об'єднання комп'ютерних систем не лише у межах однієї установи чи фірми, але й у масштабах регіону, країни та всього світу. Потребу у спільному інформаційному просторі сьогодні відчувають не лише науковці й бізнесмени, а й велика кількість користувачів домашніх комп'ютерів. Обмін повідомленнями електронної пошти, розклад руху транспортних засобів, прогноз погоди, доступ до наукової, довідкової, художньої інформації та багато інших послуг має змогу отримувати користувач персонального комп'ютера, під'єднаного до глобальної мережі.

Мережі (у загальному розумінні) — це системи, утворені за допомогою каналів зв'язку.

Перелічимо мережі, які використовують щодня:

Комп'ютери можна сполучити у мережу для колективного використання даних і ресурсів. Мережа може бути дуже простою: містити лише 2 комп'ютери, сполучені одним кабелем. Або складною: містити сотні комп'ютерів, підключення до пристроїв, які регулюють потік інформації. До складу конвергованої мережі даних можуть входити і комп'ютери загального призначення (ПК і сервери), і пристрої зі специфічними функціями: принтери, телефони, телевізори й ігрові приставки. Всі конверговані мережі, а також мережі даних і відеоінформації, є засобом колективного використання інформації, що використовує різні методи передавання цієї інформації. Дані надходять мережею з одного місця в інше іноді різними траекторіями.

Маємо прозору аналогію: система громадського транспорту аналогічна мережі даних. Автомобілі, вантажівки та інші транспортні засоби подібні повідомленням, що передають мережею. Кожен водій визначає початкову точку (джерело) і кінцеву точку (призначення ). У межах цієї системи існують правила, такі як знаки зупинки і світлофори, які регулюють потік від джерела до місця призначення.

Комп'ютерна мережа — це сукупність вузлів (персональних комп'ютерів, робочих станцій, мейнфреймів, окремих пристроїв), які взаємодіють між собою за допомогою мережевого обладнання і спеціального програмного забезпечення.

Інакше кажучи, комп’ютерною мережею називають сукупнiсть обчислювальних машин, сполучених мiж собою каналами передавання даних і призначених для розподiлу та колективного користування апаратними, обчислювальними та програмними засобами, iнформацiйними ресурсами.

Користувач, який працює на сполученому з мережею комп’ютерi, має змогу використовувати всi апаратнi та програмно-iнформацiйнi ресурси мережi, на якi вiн отримав дозвiл вiд адмiнiстратора мережi.

Інформацiя, до якої здiйснюють доступ за допомогою мережi, може бути сконцентрована на одному або декiлькох потужних комп’ютерах — серверах.

За територiальним розмiщенням мережi подiляють на локальнi, регiональнi та глобальнi.

За призначенням мережi подiляють на iнформацiйнi, обчислювальнi та iнформацiйно-обчислювальнi.

Топологiя — клас структури зв’язків мiж комп’ютерами мережi. Розрiзняють такi топологiї: радiальна або зiркова, кiльцева, деревоподiбна, повнозв’язна або мережна, шинна, пряме cполучення (двох комп’ютерів).

Важливе значення для функцiонування мережi мають канали зв’язку. Вiд них залежить пропускна здатнiсть мережi (швидкість передачi iнформацiї). В каналах зв’язку використовують: плоский двожильний кабель, коаксіальний кабель, оптиковолоконнi кабелi, теле- та радiоефiр, супутниковий зв’язок.

Властивості мережі:

Локальна мережа (Local Area Network, LAN) — це комп’ютерна мережа, що об’єднує комп’ютери, розташовані в одному приміщенні або в кількох приміщеннях на невеликій відстані одне від одного, і під одним адміністративним контролем.

У минулому локальні мережі були невеликими мережами, розташованими в одній будівлі. Зараз до них відносять мережі з багатьма сотнями пристроїв, розташованими в декількох будівлях.

Регіональна мережа (Regional Area Network, RAN) — це комп’ютерна мережа, що об’єднує комп’ютери, розташовані у межах одного регіону.

Глобальна мережа (Global Area Network, RAN) — це комп’ютерна мережа, що об’єднує комп’ютери і мережі, розташовані в різних частинах земної кулі.

Інтернет — це найбільша глобальна мережа.

Зв'язок між локальними мережами, розташованими в різних місцях, здійснюють постачальники телекомунікаційних послуг.

У традиційних локальних мережах пристрої сполучено один з одним за допомогою кабелів. У деяких ситуаціях прокладання кабелів може бути непрактичним, небажаним або навіть неможливим. У таких ситуаціях для передачі і прийому даних за допомогою радіохвиль використовуються бездротові пристрої. Відповідні мережі називаються бездротовими локальними мережами (WLAN). У таких мережах бездротові пристрої підключають до точки доступу у межах певної області. А точки доступу підключають до мережі за допомогою кабелів. Зауважимо: за допомогою кабелів до бездротової мережі підключають лише точку бездротового доступу, а не кожен вузол мережі.

Область дії бездротової мережі може обмежуватися лише однією кімнатою, але може охоплювати й істотно більший простір.

Однорангова мережа — це локальна мережа, у якій пристрої підключено безпосередньо один до одного без будь-яких додаткових мережевих пристроїв між ними.

У мережах такого типу всі пристрої мають рівні можливості. Окремі користувачі самі відповідають за свої ресурси і можуть вирішити, до яких даними і пристроїв надати загальний доступ. У такій мережі немає центральної точки управління або адміністрування.

Мережа з архітектурою клієнт / сервер — це мережа, у якій програма-клієнт на ПК користувача робить запит на інформацію або сервіс, а програма-сервер надає відповідну інформацію або сервіс клієнту. Сервери у такій мережі часто виконують операції з попереднього опрацювання інформації для клієнтів. Наприклад, впорядковують записи бази даних і надсилають лише ті записи, про які запитував клієнт.

Передавання даних мережею здійснюють таким чином. Дані перед передаванням поділяють на невеликі порції, до яких долучають керівну інформацію, зокрема, адреси відправника й одержувача та порядковий номер порції. Таку порцію даних разом із керівною інформацією називають пакетом. Пакети послідовно передають мережею на комп'ютер-одержувач і збирають на ньому у правильному порядку.

Рівні обміну даними у комп'ютерних мережах:

На комп'ютері-відправникові дані, які надсилає прикладна програма, поділяють на пакети, а пакети — на біти, що передають мережею.

На комп'ютері-одержувачеві все відбувається у зворотному порядку: біти збирають у пакети, а пакети — у дані, що інтерпретує прикладна програма й надає їх користувачеві.

У процесі обміну даними беруть участь різноманітні програмні й апаратні засоби: від прикладних програм до засобів керування каналами передавання інформації. Щоб усі учасники процесу обміну даними чітко взаємодіяли один з одним, вони мають дотримуватися у своїй роботі певних правил.

Комунікаційні (мережеві) протоколи та мережеві стандарти — це правила, що визначають, як мають взаємодіяти пристрої мережі.

У цих протоколах, зокрема, визначено:

Інтернет складається з мереж рiзного масштабу: великих нацiональних магiстральних мереж, регiональних i локальних мереж. Ці мережі можуть перекривати одна одну. Тому будь-яка пара вузлів пов’язана мiж собою не одним, а багатьма каналами зв’язку. Саме тому Інтернет забезпечує стiйкий зв’язок. У разi руйнування частини мережi пакети iнформацiї можуть обходити ушкодженi дiлянки.

Протокол TCP/IP — основний протокол передавання даних в Інтернетi.

Абревiатура TCP/IP складається здвох частин:

TCP забезпечує надiйний зв’язок мiж комп’ютерами й керує передаванням даних. Протокол TCP подiляє iнформацiю на порцiї — пакети, кожному зяких надає номер для правильного вiдновлення iнформацiї пiд час одержання.

IP додає до кожного пакета службову iнформацiю з адресами вiдправникiв i одержувачiв, забезпечуючи доставку всiх пакетiв одержувачевi.

Окремi пакети можуть подорожувати рiзними шляхами Інтернету та дiстатися до одержувача у будь-якому порядку. По надходженнi всiх пакетiв згідно з протоколом TCP їх буде розташовано один за одним i забезпечено складання повiдомлення. Якщо деякi пакети загубилися, з допомогою протоколу TCP буде розв’язано й цю проблему. Маршрути руху пакетiв мережею розраховує спецiальна програма — маршрутизатор.

Усi комп’ютери, пiдключенi до Інтернету, знаходять один одного в автоматичному режимi. Люди взагалi не беруть участi в пересиланнi повiдомлень завдяки тому, що кожний комп’ютер (хост або вузол) має свою адресу, яка називається IP-адресою.

Ethernet. Найпоширеніший сьогодні протокол і стандарт для проводових локальних мереж.

WAP (Wireless Application Protocol — протокол безпроводового доступу). Стандарт для інтернет-комунікації. Застосовується для доступу до Інтернету з мобільних телефонів.

Wi-Fi (Wireless Fidelity — безпроводова точність). Стандарт для обладнання безпроводових мереж та торгова марка консорціуму Wi-Fi Alliance, до якого входять найбільші виробники комп'ютерного устаткування та обладнання Wi-Fi. Мобільні пристрої (телефони, смартфони, ноутбуки), які оснащено прийомопередавачами Wi-Fi, можна підключати до локальної безпроводової мережі та Інтернету. Wi-Fi має обмежений радіус дії (зазвичай 45 метрів у приміщенні та 90 метрів зовні).

WiMAX, Mobile WiMAX і Mobile-Fi. Низка технологій безпроводових мереж, які призначено для використання разом із технологією Wi-Fi або замість неї з метою розширення безпроводових мереж. Зокрема, мережа WiMAX забезпечує кращий доступ до Інтернету, ніж Wi-Fi, та має більшу площу покриття.

Bluetooth. Стандарт для безпроводових персональних мереж. Забезпечує обмін інформацією між такими пристроями, як кишенькові та звичайні персональні комп'ютери, мобільні телефони, ноутбуки, принтери, цифрові фотокамери, миші, клавіатури, джойстики, навушники. Зв'язок підтримується на відстані від 10 до 100 метрів (відстань залежить від наявності перешкод).

Розглянемо побудову й організацію роботи комп'ютерних мереж. Спочатку з'ясуємо, як комп'ютери фізично з'єднують у мережу, яке додаткове обладнання для цього застосовується і які функції воно виконує.

Передавати інформацію можна за допомогою фізичних сигналів різної природи. Це можуть бути електричні сигнали, електромагнітне випромінювання, оптичні сигнали. Залежно від виду сигналу використовують різні середовища передавання — проводові чи безпроводові.

Середовище передавання — це фізичне середовище, у якому можливе передавання інформаційних сигналів у вигляді електричних, світлових та інших імпульсів.

Швидкість передавання даних — одну з основних характеристик середовища передавання — вимірюють у бітах за секунду (біт/с), кілобітах за секунду (кбіт/с), мегабітах за секунду (Мбіт/с) та гігабітах за секунду (Гбіт/с).

Спочатку кабелі — мідні (кручена пара, коаксіальний кабель) чи оптоволоконні — були єдиним середовищем, що яке використовували для підключення пристроїв до мережі. У коаксіальних кабелях і кручених парах для передачі даних використовують мідь. У оптоволоконних кабелях для передачі даних використовують скло або пластик. Ці кабелі мають різну смугу пропускання, розміри і вартість.

Кручена пара — це тип мідного кабелю з такою будовою. Дроти кабелю розбито на пари. Пара дротів утворює ланцюг, яким передають дані. Дроти пари переплетено для захисту від перешкод-шумів, породжених сусідніми парами дротів кабелю. Пари дротів укладено в кольорову пластикову ізоляцію і сплетено воєдино. Пучки кручених пар захищає зовнішнє обплетення. Такий кабель використовують у телефонному зв'язку і у більшості мереж Ethernet.

Коаксіальний кабель — це кабель з ізольованою мідною жилою, оточеною металевою оболонкою-екраном. Коаксіальний кабель використовують для підключення комп'ютерів у мережі та поширення сигналів телебачення.

Оптоволоконний кабель — сучасний і найшвидший мережний кабель — складається із напівпрозорих скляних чи пластикових волокон, кожне з яких тонше за людську волосину.

Цифрові дані передають цим кабелем у вигляді світлових імпульсів, які породжують лазером. Швидкість передавання при цьому сягає мегабітів за секунду, а кількість волокон у кабелі може становити декілька сотень. Оптоволоконні кабелі використовують для передавання великих обсягів даних на значні відстані. Наприклад, для передавання однієї сторінки відомої енциклопедії «Британіка» традиційним міжконтинентальним кабелем потрібно кілька секунд. А в разі використання оптоволоконного кабелю за долі секунди можна передати всі 15 томів цієї енциклопедії.

Натомість у безпроводових мережах кабелі не використовують, а дані передають за допомогою радіосигналів.

Мережний інтерфейс (мережна карта) — пристрій, яким оснащують комп'ютер для під'єднання до мережі за допомогою мережного кабелю чи радіоканалу.

Мережні інтерфейси виготовляють у вигляді плат або окремих пристроїв (для бездротових мереж). Тип мережного інтерфейсу має відповідати типу середовища передавання. За зовнішнім виглядом можна легко встановити середовище передавання див. зображення нижче).





Для під'єднання комп'ютерів і локальних мереж до всесвітньої глобальної мережі Інтернет можна застосувати стаціонарний чи мобільний телефонний зв'язок, кабельні телевізійні мережі або супутниковий зв'язок. Параметри сигналів, які передають цими каналами зв'язку, та сигналів, що застосовують у локальних мережах і в самому комп'ютері, відрізняються. Тому для під'єднання до глобальної мережі потрібен спеціальний пристрій — модем.

Модем (скорочення від модулятор-демодулятор) — пристрій зв'язку для модуляції, тобто перетворення аналогового сигналу ліній зв'язку в дискретний, який використовують у комп'ютерах, та демодуляції, тобто зворотнього перетворення.

Стосовно розташування модеми поділяють на:

Типи модемів
(залежно від того, для якого каналу зв'язку призначено модеми):

Модеми виготовляють у вигляді окремих пристроїв та у вигляді плат, які вставляються у слоти материнської плати.

Перш ніж файли будуть передано мережею, їх розбивають на маленькі блоки даних, які називають пакетами. Це дає можливість перевірити наявність помилок і полегшує повторне передавання у випадку, якщо пакет утрачено або пошкоджено. Перед передаванням пакету в його початок і кінець додаєють інформацію про адресу отримувача. Пакет разом з інформацією про адресу називають фреймом.

Локальні мережі часто ділять на частини — сегменти. Межі сегментів можна визначити за допомогою мосту.

Міст — це пристрій для фільтрації зв'язку між сегментами локальної мережі.

Коли фрейм надходить на міст, останній виконує оцінку цільової адреси і визначає, чи відправити фрейм на інший сегмент, чи пропустити його в сегмент. Таким чином міст допомагає впорядкувати потік даних. Типовий міст має лише два порти і пов'язує лише два сегменти однієї мережі.

Комутатор — це пристрій, який іноді називають багатопортовим мостом.

Комутатор має кілька портів залежно від кількості сегментів мережі. Він складниіший у порівнянні з типовим мостом. Комутатор підтримує таблицю МАС-адрес комп'ютерів, підключених до кожного порту. Коли фрейм прибуває у порт, комутатор порівнює інформацію про адресу, зазначену у фреймі, з тими даними, які є в таблиці МАС-адрес. Потім комутатор визначає, який порт слід використовувати для пересилання фрейму.

У поясненні роботи комутатора використано поняття MAC-адреси.

MAC-адреса (від англійського Media Access Control — управління доступом до носія) — це унікальний ідентифікатор, який зіставляють з різними типами устаткування для комп’ютерних мереж.

Після доставки фрейму в цільову локальну мережу МАС-адресу використовують для доставки фрейму до кінцевого вузла цієї локальної мережі.

Більшість мережевих протоколів канального рівня використовують один з трьох просторів MAC-адрес, керованих IEEE: MAC-48, EUI-48 і EUI-64. Адреси в кожному з просторів теоретично мають бути глобально унікальними. Не всі протоколи використовують MAC-адреси, і не всі протоколи, що використовують MAC-адреси, потребують подібної унікальності цих адрес.

Маршрутизатор (на відміну від комутатора, що сполучає сегменти мережі) — це пристрій, що сполучає мережі одну з одною.

Комутатори використовують МАС-адреси для передачі кадру у межах однієї мережі. Маршрутизатори використовують IP-адреси для передачі фреймів у інші мережі. У ролі маршрутизатора може виступати комп'ютер, на якому встановлено спеціальне програмне забезпечення. Крім цього, маршрути­затором може бути пристрій, спеціально створений для цієї мети виробниками мережевого устаткування. У маршрутизаторах є таблиці IP-адрес, в яких вказано оптимальні маршрути до інших мереж.

Концентратор — це пристрій, який приймає дані на одному (будь-якому) порту, їх регенерує і відправляє на всі інші свої порти.

Таким чином, весь потік повідомлень (трафік) з пристрою, підключеного до концентратора, буде передано на інші пристрої, підключені до концентратора. За рахунок цього виникає велика кількість мережевого трафіку.

Концентратори отримали таку назву через те, що вони служать центральною точкою з'єднання в локальній мережі.

Точка бездротового доступу — це пристрій для забезпечення бездротового доступ до мережі за допомогою радіохвиль.

Точка доступу має обмежений діапазон дії. Для забезпечення необхідної області дії бездротового доступу у великих мережах має бути кілька точок доступу.

Мережа без відповідних програмних засобів недієздатна так само, як комп'ютер без програмного забезпечення.

Щоб упевнитися в цьому, розглянемо підключений до мережі комп'ютер. Припустимо, що кілька користувачів з інших комп'ютерів намагатимуться одночасно записати файли на його диск або друкувати на підключеному до нього принтері. У результаті виникне черга із запитів користувачів. Щоб вони могли успішно виконати свої завдання, операційна система комп'ютера має «вміти» керувати цією чергою. А коли користувач комп'ютера звернеться до мережного ресурсу (наприклад, бажаючи відкрити файл на іншому комп'ютері), то операційна система має визначити, що мова йде про «чужий» ресурс і спрямувати запит до мережі. Таким чином, для роботи комп'ютера у мережі необхідно, щоб його операційна система мала у своєму складі засоби, що забезпечують можливість надавати його ресурси у спільне користування та надсилати запити на використання віддалених ресурсів.

Операційні системи поділяють на мережні та локальні (призначені лише для керування окремими комп'ютерами). На ранніх стадіях розвитку комп'ютерних технологій локальних операційних систем було досить багато (MS-DOS, перші версії Windows). Сьогодні майже всі операційні системи підтримують роботу у мережі.

Досі йшлося про мережні функції «нижнього рівня» — керування чергою доступу до локальних ресурсів, спрямування запитів у мережу тощо. Тепер «піднімемося вгору» та розглянемо мережу з позиції користувачів.

Будь-яка мережа має певний набір ресурсів і надає користувачам певні послуги: можливість обмінюватися файлами та електронними повідом­леннями, працювати в Інтернеті, користуватися спеціалізованими прикладними програмами (наприклад, програмами для обробки замовлень у торгівлі, бухгалтерськими програмами, програмами для замовлення квитків). Отже, можна говорити, що в мережі є певний набір мережних служб, які вона підтримує та надає в користування.

Програмне забезпечення однорангових мереж. В однорангових мережах усі комп'ютери рівноправні і кожен користувач самостійно визначає, до яких ресурсів його комп'ютера матимуть доступ інші користувачі. Інакше кажучи, у комп'ютерів немає чіткої спеціалізації щодо підтримки тої чи іншої мережної служби. Для створення однорангових мереж не потрібне спеціальне мережне програмне забезпечення, бо для їх роботи достатньо набору мережних функцій, який мають усі сучасні операційні системи.

Програмне забезпечення клієнт-серверних мереж. У клієнт-серверних мережах одні, зазвичай потужніші комп'ютери відіграють роль серверів та забезпечують надання певних послуг (служб), а інші, робочі станції, є клієнтами, тобто споживачами цих послуг. На серверах установлюють серверні операційні системи, які, на відміну від операційних систем для звичайних ПК, здатні обробляти запити більшої кількості користувачів і містять спеціальні програмні засоби, необхідні для функціонування клієнт-серверних мереж. Окрім того, на серверах установлюють спеціалізоване прикладне програмне забезпечення, потрібне для підтримки роботи певної служби або кількох служб. У кліент-серверних мережах підтримку мережних служб здійснюють сервери.

Для цього на них установлюють серверні операційні системи та спеціалізоване прикладне програмне забезпечення:

На робочих станціях установлюють настільні операційні системи та прикладне програмне забезпечення, необхідне користувачеві для виконання завдань і доступу до серверних служб.

При об’єднанні комп’ютерів у мережі важливим є питання їхньої адресація.

Вимоги до адресація вузлів мережі:

  1. Простота.
  2. Компактність.
  3. Унікальність (відсутність дублювання).
  4. Ієірархічність для зручності та швидкості доставки інформації.
  5. Зручність і для користування, і для адміністрування.

Компактність дозволяє не перевантажувати пам’ять комунікативного обладнання. Всі перелічені вимоги важко поєднати в одній схемі. Тому на практиці часто використовують одночасно кілька схем адресації і комп’ютер може мати кілька адрес-імен. Кожну з цих адрес використовують, коли вона є зручнішою. Існують допоміжні протоколи, які за адресою одного типу можуть визначити адреси інших типів.

Подамо назви та описи різних типів адрес.

Унікальна адреса — для ідентифікації окремого вузла.

Групова — для ідентифікації кількох вузлів. Дані, яким призначено групову адресу доставляють до кожного вузла групи.

Широкомовна адреса. Дані з такою адресою скеровують до всіх вузлів мережі.

Адреса довільної розсилки. Використовують у новому протоколі IPv6. Вона задає групу адрес, але дані доставляють не до всіх вузлів, а лише до певних з них.

Апаратна адреса прописана у мережних адаптерах комп’ютерів та мережного обладнання.

Це так звана МАС-адреса, що має формат в 6 байтів і позначається двійковим або шіснадцятковим кодом. МАС-адреси не потрібно призначати, бо їх або вже вбудовано у пристрій на стадії виробництва, або автоматично породжено при кожному запуску обладнання. В МАС-адресах відсутня будь-яка ієрархія і при зміні обладнання (наприклад, мережного адаптера) змінюється і адреса комп’ютера, або за наявності кількох мережних адаптерів, комп’ютер має кілька МАС-адрес.

ІР-адреса (Internet Protocol address) — це унікальна числова адреса, що однозначно ідентифікує вузол, групу вузлів або цілу мережу. ІР-адреса має довжину 4 байти (32 біти).

Для зручності ІР-адреса записуються у вигляді 4 чисел (октетів), що розділених крапками. Порівняйте десяткову, двійкову та шіснадцяткову форма подання:

128.10.2.30
1000 0000.000 1010.000 0010.0001 1110
C0.94.1.3

Десяткову форму запису ІР-адреси використовують в операційних системах, бо вона є зручною для користувача, який налаштовує доступ до мережі. Двійкова форма є зручною для адміністрування і для внутрішніх операцій пристроїв. Шіснадцяткову форму майже не використовують.

При адресації вузлів мережі адміністратор повинен обов’язково врахувати всі обмеження, які визначені такими особливостями ІР-адрес:

жодна адреса не може містити лише двійкові «0» чи «1».

Особливий статус має ІР-адреса, перший октет якої є 127. Цю адресу зарезервовано для тестування програм і взаємодії процесів у межах однієї машини. Коли програма відправляє дані за адресою 127.0.0.1 то утворюється «петля», дані не передаються мережею, а повертаються до комп'ютера, як щойно прийняті. Тому, заборонено надавати ІР-адреси, що починаються з 127. Таку адресу називають «Look Back».

IP-адреса аналогічна поштовій адресі людини. Її називають логічною адресою, бо її призначають логічно на основі місця розташування вузла. IP-адресу, або мережеву адресу, засновану на локальній мережі, призначає для кожного вузла адміністратор мережі. Цей процес аналогічний тому, як місцева влада призначає вуличну адресу на основі опису міста чи села і околиць. Основна відмінність між IP- та МАС- адресами полягає в тому, що МАС-адресу використовують для доставки фреймів по локальною мережею, тоді як IP-адресу використовують для транспортування фреймів поза локальною мережею.

Автономна ІР-адреса — це спеціальна адреса, зарезервована для використання саме у локальній мережі. Її зазвичай, використовують організації, які мають власну мережу IntraNet — локальну мережу з архітектурою і логікою Інтернет. Такі адреси за жодних умов не обробляють маршрутизатори Інтернет.

Про́ксі-се́рвер (від англійського proxy — «представник, уповноважений») — сервер (комп'ютерна система або програма) в комп'ютерних мережах, що дозволяє клієнтам виконувати непрямі (через посередництво проксі-сервера) запити до мережевих сервісів.

У проксі-сервері втілено два мережних інтерфейси, тобто два мережних адаптери. Один з яких призначено для роботи з Інтернетом, і він має зовнішню ІР-адресу, що видав провайдер. Інший призначено для локальної мережі і його адреса належить до діапазону внутрішніх автономних адрес. Між цими мережними адаптерами працює спеціальна програма, що вміє транслювати запити з локальної мережі в запити до Інтернет і в зворотному напрямку.

Символьні адреси. Числові адреси є зручними для адміністрування, але для користувачів така адресація є незручною, тому для мереж різного масштабу існують символьні імена, які однозначно ідентифікують комп’ютер чи групу вузлів і зазвичай, мають змістовні назви: admin, student, decanat, org, com, ua.

Відповідність між різними адресами — це прерогатива (область відповідальності) служби розподілу адрес, яка може бути централізованою або розподіленою.

При централізованому підході у мережі виділяють один комп’ютер — сервер імен, в якому зберігають таблицю відповідності адрес різних типів (МАС, ІР, символьних). Решта комп’ютерів мережі звертаються до нього.

При розподіленому підході кожний комп’ютер сам вирішує цю задачу. Перед початком передавання він відправляє до всіх вузлів широкомовне повідомлення, щоб відгукнувся вузол з заданою числовою адресою або символьним іменем. Запит отримують всі вузли, порівнюють вказану адресу зі своєю. Відгукується той вузол, де збіглася адреса і до нього скеровується повідомлення. При розподіленому підході не потрібно виділяти сервер імен і задавати таблицю відповідності, але такі широкомовні повідомлення істотно перевантажують мережу.

Зазвичай, централізований підхід застосовують у великих мережах, а розподілений — у невеликих.

4. Закріплення вивченого матеріалу
Змагання «Що ми вивчали?» мiж групами учнів. Опитування по черзі, за кожне правильно назване поняття присуджувати 1 бал, за його означення (опис) присуджувати 2 бали. У разі відсутності відповіді хід передавати супернику.

5. Пiдбиття пiдсумкiв уроку
Виствлення оцiнок.

6. Домашнє завдання
Опрацювати конспект.

Текст упорядкувала Ірина Михайлівна Шевченко, вчитель середньої загально­освітньої школи І–ІІІ ступенів № 42 Дніпровського району міста Києва, під час виконання випускної роботи на курсах підвищення кваліфікації з 18.11.13. по 06.12.13.