Тема 3: «Мережні системи та сервіси»

Мережа - це група комп'ютерів, з'єднаних один з одним каналом зв'язку. Канал забезпечує обмін даними всередині мережі (тобто обмін даними між комп'ютерами даної групи). Мережа може складатися з двох-трьох комп'ютерів, а може об'єднувати декілька тисяч ПК. Фізично обмін даними між комп'ютерами може здійснюватися за спеціальним кабелю, телефонної лінії, волоконно-оптичному кабелю чи по радіоканалу.

Комп'ютерною мережею називають сукупність комп'ютерів, з'єднаних між собою каналами передачі даних і призначених для розподілу та колективного використання апаратних, обчислювальних, програмних засобів та інформаційних ресурсів.

Вузли зв'язку (ВЗ) забезпечують зв'язок між комп'ютерами і за допомогою окремих ка­налів зв'язку з'єднуються між собою. Це дає змогу передавати інформацію від одного комп'ютера на інший різними шляхами, що підвищує рівень надійності мережі у випадку виходу з ладу окремих ділянок.

Користувач, який працює на приєднаному до мережі комп'ютері, має змогу використовувати всі апаратні, програмні та інформаційні ресурси, на які він отримав дозвіл від адміністратора мережі. Таким чином створюються багатомашинні обчислювальні системи.

За територіальним розміщенням мережі поділяють на:

· глобальні (які охоплюють територію окремих країн, континентів);

· регіональні (розташовані в межах певного регіону: області, району, міста);

· локальні (які працюють в межах однієї організації, лабораторії, часом у межах міста), корпоративні (обслуговують інтереси великої організації, достатньо розгалужені, можуть бути локалізовані в межах невеликої території або розтягнуті на величезні віддалі). Всесвітньо відомою глобальною мережею є Internet, яка дозволяє здійснювати комп'ютерний зв'язок між усіма континентами світу.

Прикладом корпоративної мережі може бути відомча мережа, наприклад, мережа міністерства оборони. У кожній комп'ютерній навчальній аудиторії зазвичай є локальна мережа.

Інформація, до якої здійснюється доступ за допомогою мережі, може бути сконцентрована на одному або декількох потужних комп'ютерах (серверах), а може бути розподілена по всіх або якійсь частині комп'ютерів. Залежно від цього розрізняють мережі з централізованим банком даних та мережі з децентралізованим банком даних. За призначенням мережі поділяють на інформаційні (за допомогою яких можна отримувати інформацію з різних джерел), обчислювальні (для проведення обчислень на комп'ютерах мережі) та інформаційно-обчислювальні.

Структурною ознакою мереж є їх топологія, яка характеризує зв'язки між комп'ютерами мережі.

 

 

На малюнку схематично показано різні види топології мереж:

· а) радіальна або зіркова,

· б) кільцева,

· в) деревоподібна,

· г) повнозв'язна,

· д) шинна.

Кожна топологія має свої переваги і недоліки. Вибір виду топології мережі залежить від конкретних умов її використання.

Недоліком радіальних мереж є обмеженість вибору каналів зв'язку. У мережах кільцевої структури при виході з ладу однієї із ланок зв'язку можуть виникнути проблеми з передачею даних. У деревоподібній мережі центри обробки даних з'єднані між собою через вузли зв'язку. Перевагою деревоподібних мереж є простий спосіб нарощування потужності мережі. У повнозв'язних мережах кожний комп'ютер має зв'язок з будь-яким іншим комп'ютером мережі. Запит, який передається одним із комп'ютерів мережі зі спільною шиною, отримують усі комп'ютери мережі, але відповідає на цей запит той комп'ютер, для якого цей запит був адресований. Як правило шинна топологія використовується в локальних мережах. Топологія великих мереж будується як комбінація різних топологічних рішень.

Важливе значення для функціонування всієї мережі мають види каналів зв'язку (передачі даних), які в ній використовуються. Від цього залежить пропускна здатність. В якості фізичного середовища в каналах зв'язку використовують: плоский двожильний кабель, коаксіальний кабель, системи кабельного телебачення, оптико-волоконні кабелі, теле- та радіоефір, супутниковий зв'язок Залежно від можливих напрямків передачі інформації розрізняють такі канали зв'язку:

· симплексні (дані передаються тільки в одному напрямку), напівдуплексні (забезпечують поперемінно передачу даних у прямому та зворотному напрямках),

· дуплексні (передача і прийом повідомлень здійснюється одночасно у двох напрямках).

Для організації зв'язку між двома вузлами мережі використовують різні методи комутації: комутація каналів та комутація пакетів. Метод комутації каналів передбачає утворення такого з'єднання каналів зв'язку, яке утворить лінію передачі від відправника повідомлення до адресата. Ця лінія для пари машин виділяється на весь сеанс зв'язку між ними і жодною частиною цієї лінії не може скористатися інша машина. При використанні методу комутації пакетів весь набір даних, які потрібно передати, ділять на окремі пронумеровані блоки, які називають пакетами. Кожний пакет містить адресу місця призначення і самостійно передається через комутаційну систему мережі. На кожному вузлі зв'язку адреса, яка міститься в пакеті, аналізується, і визначається маршрут подальшої передачі пакету. Пакети до місця призначення можуть передаватися різними шляхами. На машині - отримувачі інформації окремих пакетів формується передане повідомлення.

Істотною відмінністю локальних та глобальних мереж є використання різних форм подання інформації під час передачі. У локальних мережах інформація передається в цифровій формі (за допомогою дискретних електричних сигналів), тобто в формі, в якій вона зберігається і опрацьовується. Інтерфейсним блоком, який дозволяє приєднати комп'ютер до локальної мережі є електронна плата, яка називається мережевим адаптером. Сучасні локальні мережі містять деяке інше комутаційне обладнання, яке обслуговує систему передачі даних: концентратори (англ. термін hub, «хаб» — служить для забезпечення фізичного з'єднання різних сегментів кабелю з мережею і повторення сигналу, що надійшов з одного із його портів на всі решту портів), комутатори (або мости — аналізують адресу кожного повідомлення і з'єднують комп'ютер-відправник та комп'ютер-адресат, якщо останній знаходиться у тому сегменті мережі, який обслуговує комутатор, в іншому випадку повідомлення передається на інші сегменти мережі), маршрутизатори (інтелектуальні пристрої, які обирають раціональний маршрут передачі пакета даних від одного вузла мережі до іншого, обмін між сегментами мережі здійснюють ефективніше за комутатори, дозволяють з'єднувати в одну мережу підмережі, які працюють за різними протоколами).

Функціонувати локальна мережа може при наявності відповідного програмного забезпечення. Програмне забезпечення для локальних мереж може розповсюджувати окремо від операційних систем, а може входити до їх складу. Такі операційні системи, як Unix, Novel Netware, Windows-9x, NT, 2000, ME, XP мають свої власні засоби для забезпечення роботи мереж. Надійною мереженою операційною системою є Linux. Крім мережевих операційних систем, використовують програми керування мережевим обладнанням, програми розпізнавання та опрацювання повідомлень залежно від їхнього характеру та способу організації.

Комп'ютер, ресурси якого призначені для спільного використання, називається сервером (від англ. to serve — обслуговувати). Комп'ютери, які використовують ресурси мережі, називають робочими станціями. На серверах встановлюють програми-сервери, а на робочих станціях програми-клієнти. Програми-сервери є складовою частиною мережевих операційних систем. Основне завдання серверів полягає в обслуговуванні запитів на доступ до ресурсів свого комп'ютера. Програми-клієнти формують запити та передають на потрібні комп'ютери. Клієнт-серверні технології є основою сучасних мережених інформаційних технологій.

Форма передачі інформації по глобальних мережах не збігається з формою її подання в пам'яті комп'ютера. Тому для підключення комп'ютера до мережі необхід­но мати пристрій, який би здійснював перетворення інформації на вході та виході з машини. Таким пристроєм є модем.

 

З конструктивної точки зору модеми бувають зовнішні (виготовляються у ви­гляді окремого блоку) та внутрішні (окрема електронна плата, яка розташовується всередині системного блоку комп'ютера). Швидкість передачі даних для модемів може становити 33600, 56000,115200 біт/сек (bps) і більше.

Основні мережні сервіси

Сьогодні комп'ютерна мережа є ресурсом, що дозволяє збирати, аналізувати, організовувати і поширювати інформацію. Цьому сприяють сервіси мережі Інтернет/Інтранет.

Практично всі послуги мережі Internet побудовані на принципі "клієнт-сервер". Різні сервіси мають різні прикладні протоколи. У міру розвитку мережі з'являються нові протоколи (сервіси), змінюючи її вигляд і стрімко розширюючи коло користувачів. Таким чином, щоб скористатися якоюсь із служб мережі Internet, необхідно встановити на комп'ютері клієнтську програму, здатну працювати за протоколом цієї служби. Деякі клієнтські програми входять до складу ОС Windows ХР, 7, а також до складу програм-броузерів, наприклад, Microsoft Internet Explorer та Netscape Communicator. Розглянемо деякі сервіси, які забезпечує Internet.

Сервіс FTP (File Transfer Protocol).

Це протокол передачі файлів, один із перших сервісів Internet. Цей сервіс дає можливість абоненту обмінюватися двійковими і текстовими файлами з будь-яким комп'ютером мережі. Встановивши зв'язок із віддаленим комп'ютером, користувач може скопіювати файл із нього на свій комп'ютер або скопіювати файл із свого на віддалений комп'ютер. Для вузлів FTP характерною є наявність процедури входу (login). Як "гостьові" ім'я й пароль часто використовуються імена anonymous, ftp, а також адреса електронної пошти. При цьому користувачеві надається доступ до безкоштовно поширюваної інформації. Для зручності роботи з цим сервісом розроблено цілий ряд прикладних програма, що забезпечують зручний Windows-подібний інтерфейс для FTP-сервісу. Даний сервіс може бути використаний для комерційного поширення програмних продуктів, баз даних, моделей, рекламних презентацій, великих за обсягом документів (книг) тощо.

Електронна пошта (E-mail).

 Вона є одним із перших і, мабуть, найпоширенішим сервісом Internet. Цей сервіс забезпечує обмін поштовими повідомленнями з будь-яким абонентом мережі Internet. Існує можливість відправлення як текстових, так і двійкових файлів. Електронна пошта є найдешевшим і доступним Internet-сервісом в Україні. Можна навести такі переваги електронної пошти в організації ділової діяльності:

· реалізується дешеве і майже моментальне розсилання;

· не витрачається час на візити до посадових осіб із дрібних питань;

· не треба переписувати (передруковувати) копії для розсилання;

· дуже просто використати цитати, відповідаючи на повідомлення;

· архів листування зберігається в комп'ютері в зручному вигляді;

· можна задавати списки розсипки, псевдоніми (alias), вести адресні записники;

· можна передавати двійкові файли (схеми, ілюстрації, програми, архіви тощо).

Поштові сервери одержують повідомлення від клієнтів і пересилають їх по ланцюжку до поштових серверів адресатів, де ці повідомлення накопичуються. При встановленні сполучення між адресатом і його поштовим сервером, за командою відбувається передача повідомлень, що надійшли на комп'ютер адресата. Серед клієнтських поштових програм можна виділити The Bat, Microsoft Outlook та інші.

Сервіс Мail Lists (списки розсилки).

Його створено на підставі протоколу електронної пошти. Підписавшись (безкоштовно) на списки розсилки, можна регулярно одержувати електронною поштою повідомлення про певні теми (науково-технічні й економічні огляди, презентація нових програмних та апаратних засобів і т. д.).

Сервіс Usenet (групи новини або телеконференції).

Він забезпечує обмін інформацією (повідомлення, статті) між усіма, хто користується ним. Це щось на зразок електронної дошки оголошень, на яку будь-який бажаючий може помістити своє повідомлення, і воно стає доступним для всіх інших. Цей сервіс дає змогу поширювати й одержувати комерційну інформацію, дізнаватися про новини ділового світу. Новини поділяються за темами на групи, що якоюсь мірою їх упорядковує. На певні групи можна оформити підписку і періодично, як і електронною поштою, одержувати всі повідомлення, що проходять за темою групи. Для реалізації цього сервісу існують клієнтські програми, наприклад, Microsoft Internet News.

Сервіс WWW (World Wide Web - всесвітня павутина).

WWW - це єдиний інформаційний простір, який складається із сотень мільйонів взаємозв'язаних гіпертекстових електронних документів, що зберігаються на Web-серверах. Окремі документи всесвітньої павутини називаються Web-сторінками. Групи тематично об'єднаних Web-сторінок утворюють Web-вузол (жаргонний термін - Web-сайт, або просто сайт). Web-сторінка - це текстовий файл, що містить опис зображення мультимедійного документа на мові гіпертекстової розмітки - HTML (Hyper-Text Markup Language). Сторінка може містити не тільки форматований текст, а й графічні, звукові та відео об'єкти.

Найважливішою рисою Web-сторінок є гіпертекстові посилання. З будь-яким фрагментом тексту або, наприклад, із малюнком, можна пов'язати інший Web-документ, тобто встановити гіперпосилання. У цьому разі під час клацання лівою клавішею миші на тексті або рисунку, що є гіперпосиланням, відправляється запит на доставку нового документа. Цей документ, у свою чергу, також може мати гіперпосилання на інші документи. Таким чином сукупність величезного числа гіпертекстових електронних документів, які зберігаються в серверах WWW, утворює своєрідний гіперпростір документів, між якими можливе переміщення.

Для передачі інформації у WWW використовується протокол HTTP (HyperText Transfer Protocol - протокол передачі гіпертексту). Перегляд Web-сторінок і переміщення через посилання користувачі здійснюють за допомогою програм браузерів (від слова "to browse" - переглядати). Найпопулярнішими Web-браузерами в Україні є Microsoft Internet Explorer та Netscape Communicator.

Сервіс IRC ( Internet Relay Chat).

Він забезпечує проведення телеконференцій у режимі реального часу.

Переваги: можна анонімно поговорити на цікаву тему або швидко одержати консультацію. На відміну від системи телеконференцій, в якій спілкування між учасниками обговорення теми відкрито для всього світу, в системі IRC беруть участь, як правило, лише кілька чоловік. Іноді службу IRC називають чат-конференціями, або просто чатом. Існує кілька популярних клієнтських програм для роботи з серверами і мережами, що підтримують сервіс IRC, наприклад, програми mIRC і mIRC32 для Windows. Ці, а також подібні до них програми застосовуються для ділового й особисто-го спілкування персоналу фірм у реальному часі, для проведення групових консультацій і нарад.

Служба ICQ.

Вона призначена для пошуку мережної IP-адреси людини, комп'ютер якої приєднано в даний момент до мережі Internet. Назва служби є акронімом виразу І seek you - я тебе шукаю. Необхідність у подібній послузі пов'язана з тим, що більшість користувачів не мають постійної IP-адреси. Їм видається динамічна ІР-адреса, що діє тільки протягом цього сеансу. Цю адресу видає той сервер, через який відбувається приєднання. У різних сеансах динамічна IP-адреса може бути різною, причому заздалегідь невідомо якою. При кожному приєднанні до мережі Internet програма ICQ, встановлена на комп'ютері користувача, визначає поточну IP-адресу і повідомляє його центральній службі, яка, в свою чергу, оповіщає партнерів користувача. Далі партнери (якщо вони також є клієнтами цієї служби) можуть встановити з користувачем прямий зв'язок. Після встановлення контакту зв'язок відбувається в режимі, аналогічному сервісу IRC.

Сервіс Telnet (віддалений доступ).

Він дає можливість абоненту, працювати на будь-якому комп'ютері мережі Internet, як на своїй власній. Часто використовується режим роботи - доступ до віддаленого сервера бази даних. У минулому цей сервіс також широко використовувався для проведення складних математичних розрахунків на віддалених суперкомп'ютерах. У наші дні у зв'язку зі швидким збільшенням обчислювальної потужності ПК необхідність у подібній послузі скоротилася, але служби Telnet у мережі Internet продовжують існувати. Часто протоколи Telnet застосовують для дистанційного керування технічними об'єктами, наприклад, телескопами, відеокамерами, промисловими роботами. Прикладом програми, що реалізує доступ до Telnet-сервісу, може бути програма Net Term.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ ПО ПРЕДМЕТУ:

1. Види інформації та ії властивості

2. Сучасні засоби зберігання і опрацювання повідомлень. Носії повідомлень.

3. Які ви знаєте інформаційно-комунікаційні технології.

4. Структура інформаційної системи: апаратна та інформаційна складові, їх взаємодія.