Комп'ютерні мережі, основні поняття

З початком масового застосування комп'ютерів з'явилася можливість швидко передавати потрібну інформацію на від­стань, використовуючи периферійні пристрої. Однак продук­тивність праці ще більше зросла з об'єднанням комп'ютерів у комп'ютерні мережі, особливо в 90-і роки XX сторіччя, що оз­наменувалися активним розвитком і використанням мережі Інтернет. Створення єдиної мережі стало поштовхом до науко­во-технічного прогресу та сприяло об'єднанню всього людства в співтовариство без кордонів.

Комп'ютерні мережі – це група з кількох комп'ютерів, з'єднаних каналами зв'язку, що використовуються для пере­давання інформації між комп'ютерами.

Комп'ютерні мережі працюють під керівництвом мереже­вої ОС. Інформаційний потік, який циркулює в комп'ютерній мережі, називається трафіком. Користувач має змогу вико­ристовувати всі апаратні, програмні та інформаційні ресурси, на які він отримав дозвіл від адміністратора мережі.

До основних елементів комп'ютерних мереж належать:

– комп'ютери;

– комунікаційне устаткування (телефонні лінії, супут-никовий зв'язок та ін.);

– ОС (ОС має керувати роботою мережі та усіх пристроїв, підключених до сервера. До таких систем можна віднести Windows server, UNIX, Sun OS, Mac OS);

– мережеві додатки (мережеві бази даних, поштові систе­ми, засоби архівації даних, системи автоматизації колективної роботи та ін.).

Комп'ютерні мережі забезпечують:

– колективну обробку даних користувачами, комп'ютери яких підключено до мережі, обмін даними між цими користу­вачами в режимі реального часу;

– спільне використання програм;

– спільне використання принтерів, модемів та інших пе­риферійних пристроїв.

Серед комп'ютерних мереж розрізняють мережі з серед­ньою швидкістю (від 1 до 10 Мбіт/с), високошвидкісні (до 100 Гбіт/с), надшвидкісні (не менше 1 Гбіт/с).

Кожний ПК має в комп'ютерній мережі свою адресу. Під­ключення ПК до комп'ютерної мережі можливе через послі­довні або паралельні порти на системній платі. Метод підклю­чення впливає на відстань та швидкість.

Для передачі даних у комп'ютерній мережі використо­вується середовище:

– жорстке (підключення через кабель);

– гнучке (супутникове, інфрачервоне, мікрохвильове). За територіальним розміщенням мережі поділяють на:

– локальні, сформовані з ПК, розташованих на відстані 2–5 км один від одного, які об'єднують підприємство, офіс, групу будинків;

– регіональні, які охоплюють територію до 100 км, об'єд­нують кілька локальних мереж (велике підприємство з філія­ми, район міста);

– глобальні, які об'єднують велику кількість мереж та окремі ПК. Розташовуються по всьому світу, характеризують­ся різноманітними засобами зв'язку. Всесвітньо відомою гло­бальною мережею є Інтернет.

Елементарні загальні поняття про локальні мережі

Комп'ютери, що використовуються в межах одного закладу (наприклад, поліклініка, лікарня, санітарно-епідеміологічна станція та ін.), у тому числі і АРМ, звичайно об'єднують в ло­кальні обчислювальні мережі (ЛОМ). Таке об'єднання дає змо­гу значно прискорити обмін інформацією між різними фахів­цями для оперативного вирішення різних завдань: діагности­ки, лікування, консультування, управління роботою закладу та ін. Встановлено, що від 60 до 90 % інформації, потрібної для ефективної роботи закладу, циркулює всередині цього закла­ду. Основне призначення локальної мережі – забезпечення до­ступу до її ресурсів. Для організації роботи локальної мережі необхідні мережеві адаптери і канал зв'язку.

Мережевий адаптер – це технічний пристрій, що з'єднує ПК з каналами зв'язку. Мережевий адаптер підключають без­посередньо у вільний слот материнської плати ПК і до нього пристиковують канал зв'язку локальної мережі.

Канал зв'язку – високошвидкісна лінія зв'язку, що зв'язує всіх абонентів, для передачі інформації в цифровому форматі.

У мережах виділяють високопродуктивний комп'ютер для спільного використання – файловий сервер. Серед його за­вдань – зберігання та передача даних, управління базами да­них, друк на мережевому принтері та інші функції, необхідні для успішної роботи ЛОМ. Комп'ютери, які використовують ресурси мережі, називаються клієнтами. Устаткування, про­грами та дані об'єднують одним терміном "ресурси".

Структурною ознакою мереж є їхня топологія, яка характе­ризує зв'язки між комп'ютерами в мережі. Топологія локаль­них мереж – це спосіб об'єднання комп'ютерів у мережу та один з одним (табл. 7).

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

З розвитком ЛОМ медичних закладів вони можуть об'єд­нуватися в рамках районів, міст, області, регіону в глобальні мережі.

Для роботи регіональних комп'ютерних мереж (частина глобальної) може бути використана телефонна лінія. У цьому разі застосовують модем, а адресою ПК є номер телефону (циф­рова АТС). Модем перетворює дискретні сигнали ПК на анало­гові сигнали телефону та навпаки. Недоліком цього типу зв'язку є низька швидкість передачі даних.

При роботі в комп'ютерній мережі обмін даними між ПК відбувається за визначеним протоколом (порядок угод, які описують взаємодію між ПК мережі).

Елементарні загальні поняття про глобальні мережі

Локальні комп'ютерні мережі можна об'єднувати, навіть якщо між ними дуже велика відстань. При цьому використо­вують телефонні лінії, радіостанції, оптико-волоконні лінії, космічний супутниковий зв'язок та ін.

При об'єднанні мереж виникає міжмережеве об'єднання та утворюється глобальна комп'ютерна мережа, яка охоплює міс­то, область, країну, континент і навіть земну кулю.

При підключенні локальних мереж до глобальної важливу роль відіграє безпека інформаційного доступу, тобто мова йде про обмежений доступ зовнішніх користувачів до мережі. Для цього встановлюють так звані брандмауери, які виконують захисну функцію та перешкоджають несанкціонованому до­ступу.

Користувач спілкується з іншими абонентами мережі за до­помогою спеціального програмного забезпечення, яке має за­гальну назву "Телекомунікації".

Глобальна мережа Інтернет

Інтернет (Internet) – найбільша глобальна комп'ютерна мережа, що зв'язує тисячі локальних мереж з мільйонами комп'ютерів та створює єдиний інформаційний простір. Це ме­режа мереж. Щомісяця її поширеність зростає на 7–10 %. Ін­тернет утворює ядро, яке забезпечує взаємодію інформаційних мереж, що належать різним установам в усьому світі. Мережа набуває все більшої популярності в ділових колах, зокрема в системі охорони здоров'я. Низька вартість глобального зв'язку та його швидкість, зручність проведення сумісних робіт, до­ступність програм, унікальна база даних цієї мережі роблять її універсальною.

Для доступу до мережі використовують кілька способів. Одними з найпоширеніших є звичайне з'єднання лініями теле­фонного зв'язку, безпосередній доступ через виділені лінії, до­ступ через супутникові канали зв'язку.

Постачальниками послуг Інтернету або провайдерами є спеціальні організації, які підключають користувача до ме­режі. Провайдер має постійно ввімкнений продуктивний сер­вер. Комп'ютер провайдера може виконувати функції хост-машини або звертатися до більш потужних хост-машин для до­ступу до глобальних ресурсів мережі через високопродуктив­ний канал передачі даних – магістраль.

Хост-машина (від англ, host – господар) – це комп'ютер, що виконує мережеві функції, реалізуючи повний набір про­токолів. Окрім мережевих функцій хост-машина може вирішувати завдання користувача (програми, розрахунки, обчис­лення).

Інтернет працює на базі стандартного протоколу передачі даних TCP/IP (Transmission Control Protocol – протокол уп­равління передачею; IP – Internet Protocol – протокол Інтернету). За допомогою протоколу IP уся інформація передається одержувачу, а за допомогою протоколу TCP перевіряють, чи всю інформацію отримано.

Комп'ютери, підключені до Інтернету, часто називають вузлами Інтернету, або сайтами (від англ. site – місцезнаход­ження). Будь-який комп'ютер, підключений до Інтернету, має свою унікальну адресу. Адреси потрібні для ідентифікації об'єктів (поштові скриньки, файли, web-сторінки). Для кож­ного з них існує свій формат адреси.

Для ідентифікації вузлів і маршрутизації пакетів служить IP-адреса. IP-адреса – це чотирибайтне число, перших два байти якого позначають адресу підмережі, а два інших – адре­су вузлавній, наприклад 191.205.30.43. Для користувача пра­цювати з числовим зображенням IP-адреси незручно, тому йому пропонується простіша логічна система доменних імен DNS (Domain Name System) – послідовність імен, з'єднаних крапками.

Наприклад: www.dopomoha.kiev.ua – сайт Центру "Швид­ка допомога", dopomoha.kiev.ua – доменне ім'я сервера, отри­мане при реєстрації, uа – суфікс, що визначає належність домена. З назви випливає, що сервер розміщений у Києві. Остан­ні два символи вказують на країну (uа – Україна, us – США, аu – Австралія, fr – Франція, са – Канада, jp – Японія, ru – Росія, de – Німеччина тощо).

Домен – група вузлів, об'єднаних за певною ознакою (на­приклад, вузли яко'ї-небудь країни, вузли навчальних закла­дів, вузли однієї організації і т. д.). IP та DNS – різні форми запису адреси одного й того самого мережевого комп'ютера. Для переведення доменних імен у IP-адресу служить сервер DNS.

Основні мережеві сервери

Практично всі послуги мережі ґрунтуються на принципі "клієнт – сервер".

Сервер – це комп'ютер або програма, здатні надавати клієнтам певні мережеві послуги.

Клієнт – прикладна програма, яка забезпечує передачу за­питів до сервера й одержання відповідей від нього.

Сервер "Електронна пошта" (e-mail) є одним із перших і, мабуть, найпоширеніших та найдешевших серверів мережі. Він забезпечує обмін поштовими повідомленнями з будь-яким абонентом Інтернету.

Поштові сервери одержують повідомлення від клієнтів та пересилають їх до поштових серверів адресатів, де ці повідом­лення накопичуються. При встановленні сполучення між ад­ресатом та його поштовим сервером відбувається передача повідомлень. Серед клієнтських поштових програм можна виділити The Bat, Microsoft Outlook та ін.

Сервер FTP (File Transfer Protocol – протокол пересилан­ня файлів) – це протокол передачі файлів, один із перших сер­верів Інтернету. Цей сервер може бути використаний для ко­мерційного розповсюдження програмних продуктів, баз даних, моделей, рекламних презентацій, великих за обсягом доку­ментів (книг) тощо. Для забезпечення доступу до ресурсів FTP-сервера на багатьох серверах організовано WWW-інтерфейс (наприклад, Netscape Navigator, Opera або Internet Explorer),

Сервер WWW – WorldWideWeb, В основу цієї системи покладено поняття гіпертексту, тобто безлічі окремих текстів, які мають посилання один на одного. Таким чином, це єдиний інформаційний простір, що складається з сотень мільйонів взаємозв'язаних електронних документів. Окремі документи, що становлять простір web, називають web-сторінками, групи тематично з'єднаних web-сторінок – web-вузлами (web-сайта­ми або просто сайтами).

В основі WWW лежать два поняття: формат документів HTML та гіпертекстові посилання,

HTML (Hypertext Markup Language) – спеціальна мова форматування електронних текстових документів, її створено з метою оформити екранні документи (web-сторінки та web-сайти). Створення документа на мові HTML аналогічне до про­грамування. Автор документа бере звичайний текст та встав­ляє в нього спеціальні команди. Такі команди називаються тегами. Наприклад, якщо на початку абзацу стоїть тег <CENTER>, то весь абзац буде вирівняно по центру вікна, не­залежно від того, у якому вікні відбуватиметься перегляд до­кумента і яким шрифтом буде відтворено текст. Існують спе­ціальні теги для упровадження графічних і мультимедійних об'єктів (звук, музика, відеокліпи).

Гіпертекст – текст, що містить зв'язки з іншими текста­ми, графічною, відео- або звуковою інформацією.

Зв'язок між гіпертекстовими документами здійснюється за допомогою ключових слів. Знайшовши ключове слово, ко­ристувач може перейти в інший документ, щоб отримати до­даткову інформацію. Новий документ також матиме гіпертекстові посилання.

Працюючи з web-сервером, можна здійснити видалене під­ключення Telnet, послати абонентам мережі електронну пош­ту, отримати файли за допомогою FTP-аноніма та реалізувати низку інших додатків (прикладних програм) Інтернету.

На сьогодні у світі існує понад 8 млрд web-сторінок, роз­міщених на 20 млн web-серверів. Однак ця цифра невпинно зростає з кожним днем. Кожній web-сторінці відповідає уні­кальна символічна адреса, яка складається з літер латинської абетки, цифр та деяких спеціальних символів:

http:// www.rada.gov.ua /zakon /1098_4.htm

Префікс Адреса Шлях до Ім'я файла

протокола web-сервера web-сторінки web-сторінки Практично всі web-адреси починаються з префікса http://. Однак щоб відвідати, наприклад, сайт http://www.rada.gov.ua, зовсім не обов'язково набирати в адресному рядку web-бра­узера повну адресу сайта, достатньо лише ввести www.rada.gov.ua, а браузер сам додасть префікс та відкриє потрібний сайт. Виняток становлять ті сайти, адреси яких не містять пре­фікс www (наприклад, http://ukrmed.org.ua/).

Назви протоколів і типи основних інформаційних просторів

Протокол http WWW-простір

Протокол ftp FTP-простір

Протокол gopher Gopher-простір

Протокол news UseNet-простір

Протокол mail Простір адрес e-mail

Протокол file Простір файлів

Наприклад, виконавши команду http://ukrmed.org.ua, можна отримати доступ до пошукової системи медичних ре­сурсів України, а звернувшись за адресою news://biz.books, medical, – список новинок у галузі медичної літератури.

Програми для проглядання web-сторінок називають брау­зерами (від англ. to browse – переглядати), як, наприклад, Internet Explorer (мал. 20).

До основних можливостей програм-браузерів відносять:

– завантаження та відтворення web-сторінок за вказаною адресою;

– набір навігації (шляхом уведення адреси в рядку Адрес, Назад – повернення до попередньої сторінки, Вперед – пере­хід до наступних сторінок, папка Журнал – повернення до будь-якої сторінки, яку відкривали останнім часом, папка Из­бранное – швидкий перехід до ресурсу, ярлик якого створено у цій папці, панель Ссылки – за кожною піктограмою цієї па­нелі закріплено найпоширенішу щодо звернень адресу);

– збереження та відкриття файлів різних типів;

– надсилання повідомлень електронною поштою;

– використання каналів для періодичного отримання ін­формації зІнтернету;

– пошук сторінок за контекстом (панель Поиск). Найпоширенішими браузерами є Netscape Navigator (NN),

Opera, Maxtron та Internet Explorer, який входить до складу будь-якої версії Windows.

Популярним сервером в Інтернеті є IRC (Internet Chat Relay – бесіда через Інтернет), обмін повідомленнями в якому здійс­нюється без затримок. Підключившися до групи, члени якої обговорюють ту чи іншу проблему, можна набрати повідомлен­ня, і воно миттєво стає доступним для інших учасників бесіди. Це дуже зручно при проведенні телеконсультацій в екстремальних випадках, коли від часу прийняття рішення зале­жить життя людини.

Надзвичайно популярні групи новин UseNet. їх іноді нази­вають телеконференціями або електронними дошками оголо­шень. На відміну від електронної пошти одержувані листи до­ступні для загального огляду. Групи новин дають змогу обмі­нюватися думками з однодумцями, що живуть у будь-якій точці земної кулі. Програма приймає повний список усіх теле­конференцій, відкритих на цьому сервері.

Служба ICQ призначена для пошуку мережевої IP-адреси людини, комп'ютер якої під'єднано в даний момент до мережі. Послугами ICQ сьогодні користуються більше ніж 100 млн лю­дей в усьому світі і для більшості з них вона перетворилася на персональний комунікаційний центр.

Сервер Skype – це швидкий і дешевий спосіб миттєвого зв'язку. Відправляти SMS-повідомлення можна відразу де­кільком абонентам Skype на будь-які телефони, які підтриму­ють технологію SMS. Функція відеозв'язку в Skype дає змогу співбесідникам бачити один одного. Для того щоб скористати­ся простим і надійним відеозв'язком, вам не потрібно нічого, окрім web-камери.

У чатах Skype можна використовувати емотикони (смай-ли), або крихітні картинки, які передають настрій бесіди або підкреслюють значення висловленої думки. Skype пропонує величезну кількість емотиконів, практично на всі випадки життя (мал. 21).