Тенденции развития компьютерных сетей и интернета

Правдина Анна Николаевна, преподаватель информатики

Разделы:Информатика, Конкурс «Презентация к уроку»

Цель: Дать представление о назначении и структуре локальных и глобальных сетей

Задачи:>Воспитывающие: </li>Развивать познавательный интерес.

Тип урока: изучение нового материала

Вид урока: комбинированный (фронтальная беседа, фронтальный опрос, самостоятельное изучение материала посредством интерактивного плаката)

Возраст учащихся: 15-16 лет

Программное обеспечение: учебник «Информатика и ИКТ» 10-11кл. автор Н.В. Макарова, интерактивный плакат «Компьютерные коммуникации».

Дидактический материал: таблица «Разновидности компьютерных сетей».

Типы компьютерных сетей (классификация компьютерных сетей)

Межпредметные связи: Физика

План урока

Организационный момент;
Актуализация опорных знаний;
Изучение нового материала;
Самостоятельная работа с интерактивным плакатом;
Первичное закрепление материала;
Постановка домашнего задания;
Рефлексия.

Основное содержание учебного материала	Время	Деятельность учителя	Деятельность учащихся	Результат совместной деятельности
1. Организационный момент
Приветствие	1 мин.	Организует проверку готовности к уроку.	Проверяет свою готовность к уроку.	Готовность к уроку
2. Актуализация знаний
Жизнедеятельность человека связана с разнообразными ресурсами: природными, материальными, энергетическими, финансовыми. В информационном обществе все более значимыми становятся информационные ресурсы. Они возникли как результат интеллектуальной деятельности человека, обладающего определенными знаниями и опытом. С распространением персональных компьютеров огромную роль в предоставлении человеку доступа к информационным ресурсам стали играть компьютерные сети. Тема нашего урока«Разновидности компьютерных сетей» и он будет посвящен компьютерным сетям. Сегодня на уроке мы познакомимся с определение компьютерной сети, узнаем, какие виды компьютерных сетей выделяют и познакомимся со схемой соединения компьютерных сетей, способом подключения и объектами сети, а также определим назначение компьютерных сетей.	2 мин	Актуализирует интерес студентов к новой теме, объявляет тему, формулирует цель и задачи урока.	Записывают в тетрадь тему урока	Подготовка к изучению новой темы
3. Изучение нового материала
Знакомы ли вы с компьютерными сетями? Что вы знаете о компьютерных сетях? Что такое компьютерные сети? Дано определение (см. Презентация — Слад №3) «Компьютерная сеть — это техническая система, предназначенная для обмена информацией между пользователями компьютеров, а также для доступа к хранящимися в них информационным ресурсам.». Прочитайте данное определение. Какие функции выполняет компьютерная сеть? (Обмен информацией между пользователями, предоставляет доступ к информационным ресурсам). Компьютерные сети необходимы для обмена информацией и предоставления доступа к информационным ресурсам. В каких случаях необходимы данные функции? Компьютерной сети — это техническая система, а главное техническое устройство в ней — компьютер. Сколько минимум компьютеров, по вашему мнению, может быть объединено в компьютерную сеть? Как далеко могут находиться компьютеры друг от друга? Компьютерные сети позволяют объединять информационные ресурсы, находящиеся на разных компьютерах, независимо от разделяющего их расстояния. В зависимости от степени удаленности компьютеров, составляющих сеть, т.е. их физического расположения различают: локальные и глобальные компьютерные сети. Рассмотрим эти виды компьютерных сетей. Для того, чтобы нам легче было анализировать информацию, у вас на партах находятся следующая таблица (Приложение 1) и в ходе урока мы будем её заполнять. В таблице нам необходимо будет указать следующие параметры: определение сетей, назначение, схемы соединения, способ связи, объекты сети. Начнем с локальной сети. Определение: «Локальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на небольшом расстоянии друг к другу». Запишите определение в таблицу. По вашему мнению, где может использоваться локальная сеть? Для каких целей она может использоваться? Существую две основные цели использования локальных сетей: обмен файлами между пользователями сети, использования общедоступных ресурсов. Т.е. назначение локальных сетей, как и компьютерных сетей в целом обмен информацией и доступ к информационным ресурсам. запишем это в таблицу. Локальные сети позволяют: совместно использовать аппаратные ресурсы, например принтер, а также накопители информации; совместно использовать программные ресурсы (сетевые версии различных программ); создавать и совместно использовать информационные ресурсы и др. В локальную сеть можно объединить компьютеры, находящиеся в одном помещении, в одном здании, в рядом стоящих зданиях. Главное чтобы кабель соединяющий компьютеры в сети не был длиннее 100 метров, так как иначе скорость сигнала будет очень маленькой или совсем её не будет. А вы знаете, что компьютеры в локальной сети могут иметь разную схему соединения и выполнять разные функции? А это имен так. Как же именно могут соединяться компьютеры в локальную сеть? Общая схема соединения компьютеров в локальную сеть называется топология сети. Необходимо эту информацию поместить в нашу таблицу, в нужной ячейке. Причем существует несколько видов топологий: линейная шина, звезда и кольцо. Это наиболее используемые топологии. Занесем их тоже в таблицу. Но существуют и другие. Компьютеры в локальной сети могут быть и соединены различным способом. Посмотрите, как выглядит «Линейная шина» все компьютеры расположены последовательно друг за другом и выполняют одинаковые функции, т.е. равноправны. Такая сеть называется одноранговой. Запишем это в таблицу в ячейку способ связи. Локальная сеть, в которой все компьютеры равноправны, называется одноранговой. Обратимся к топологии «Звезда». Здесь, как вы видите, один компьютер выделен в центр, а остальные к нему подключаются. Такая сеть называется сеть на основе сервера. Запишем в таблицу. Локальная сеть, в которой один компьютер выделен (сервер), а остальные (рабочие станции) к нему подключаются, называется сетью на основе сервера. Поэтому можно выделить два объекта сети: Сервер и рабочая станция. Что такое сервер «Сервер — это специальный компьютер, который предназначен для удаленного запуска приложений, обработки запросов и обеспечения связи с общими внешними устройствами.». запишите это определение в таблицу. Запишем и определение Рабочая станция— это персональный компьютер, позволяющий пользоваться услугами, предоставленными сервером. Топология компьютерных сетей. Классификация компьютерных сетей по топологии У нас осталась нерассмотренной топология «кольцо». Как вы думаете, к какому она относится типу локальных сетей? Одноранговая или на основе сервера? В нашем классе тоже проведена локальная сеть. К какой топологии вы её отнесете и почему? (Линейная шина)	25 мин.	Организует беседу с студентами и подводит их к формулировке определения Компьютерных сетей, видов сетей. Использует интерактивный плакат для заполнения таблицы.	Отвечают на вопросы и на основе ответов формулируют определение и виды сетей. С помощью интерактивного плаката «Компьютерные коммуникации» заполняют таблицу	Дано определение, виды компьютерных сетей. Заполнена часть таблицы
4. Самостоятельная работа учащихся по изучению нового материала
Второй вид компьютерных сетей — глобальные сети, вы рассмотрите самостоятельно, используя интерактивный плакат на своих компьютерах. Вы должны заполнить столбец таблицы по тем же параметром, что и локальная сеть. Т.е. записать определение, схему соединения, способ соединения и объекты сети. А назначение глобальной компьютерной сети будет тоже, самое. Т.к. все компьютерные сети имеют одинаковое назначение.	10 мин.	Организует самостоятельную работу студентов с интерактивным плакатом.	По аналгии заполняют вторую часть таблицы	Заполнена вторая часть таблицы
5. Первичное закрепление знаний
Каждый из вас самостоятельно познакомился с глобальной компьютерной сетью. Какое существенное отличие от локальной сети вы можете выделить? Как звучит определение глобальной компьютерной сети? (Глобальная компьютерная сеть — объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов) Всем знакома глобальная компьютерная сеть интернет, но мало кто знает, как она функционирует. Устройство глобальной сети можно сравнить с устройством телефонной связи. Телефоны абонентов связаны с узлами — коммутаторами. В свою очередь, все городские коммутаторы связаны между собой так, что между любыми двумя телефонами абонентов может быть установлена связь. Вся эта система образует телефонную сеть города. Городские сети связаны между собой по междугородним линиям. Выход на телефонные сети других стран происходит по международным линиям связи. Таким образом, весь мир «опутан» телефонными сетями. Два абонента в любой части света, подключенные к этой сети, могут связаться друг с другом. А теперь представьте, что вместо телефонных аппаратов персональные компьютеры. Вместо коммутаторов — хост — компьютеры, и по такой сети циркулирует самая разнообразная информация. Так выглядит схема соединения компьютеров глобальную сеть. Проверьте у всех ли в таблицах эта схема. Для функционирования компьютерной сети необходимы линии связи. Какие вы узнали способы связи в глобальной компьютерной сети? Что является объектами сети?Какую функцию выполняет каждый элемент данной схемы? Терминал — это персональный компьютер, или любой пользователь сети, у которого его ПК подключен к глобальной сети. Кроме того данный терминал должен быть подключен к сети через модем. Что такое модем? (Модем — это устройство согласования цифрового сигнала с аналоговой (телефонной) линией связи) Также через модем подключен к сети и Хост — компьютер узловой компьютер, который как мы уже сказали, выполняет важную роль в работе пользователей в глобальной сети и должен обладать определенными характеристиками. Какими характеристиками должен обладать хост- компьютер? (Характеристики хост — компьютера: Высокая производительность, Большая память ПЗУ, Постоянно включен для работы в сети)	5 мин	Опрашивает студентов по самостоятельно изученному материалу	Фронтально отвечают на вопросы	Проверка и закрепление материала изученного самостоятельно
6. Постановка домашнего задания
Определить вид и топологии компьютерных сетей	1 мин.	Даёт пояснения по домашнему заданию.	Записывают домашнее задание.	Определена домашняя работа.
7. Рефлексия деятельности
Подводится итог урока. Задаются вопросы.	1 мин.	Организует подведение итогов урока, выяснение проблем студентов при изучении темы, задает вопросы по новому материалу	Участвуют в подведении итогов урока, отвечают на вопросы	Подведены итоги урока. Проанализировано достижение целей обучающихся на уроке.

Использованная литература.

Учебник Информатика и ИКТ под редакцией профессора Н.В. Макаровой;
Структурированный конспект базового курса информатики И.Г. Семакин, Г.С.

13.02.2011

У вас нет времени на реферат или вам не удаётся написать реферат? Напишите мне в whatsapp — согласуем сроки и я вам помогу!

В статье «Как научиться правильно писать реферат», я написала о правилах и советах написания лучших рефератов, прочитайте пожалуйста.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Компьютеры уже прочно вошли в современный мир, во все сферы человеческой деятельности и науки, что создало необходимость обеспечения их различным программным обеспечением. Конечно, это связано, прежде всего, с развитием электронной вычислительной техники и ее стремительным совершенствованием и внедрением в различные сферы человеческой деятельности.

Причиной такого интенсивного развития информационных технологий является растущая потребность в быстрой и качественной обработке информации, потоки которой по мере развития общества растут как снежный ком.

Сетевое взаимодействие компьютеров значительно повысило производительность труда. Компьютеры используются как в производстве (или офисе), так и в образовании.

Терминал — периферийное устройство вычислительной системы, предназначенное для ввода и вывода информации.

Недостатки принципа централизованной обработки данных: неэффективное использование компьютера с высокими материальными затратами, затрудненный доступ из-за высокой степени централизации, низкая надежность системы, сложность разработки системы, низкая эффективность в многопользовательском диалоговом режиме.

Принцип распределенной обработки данных. Распределенная обработка данных — обработка информации, осуществляемая на независимых, но подключенных компьютерах. Доступ к удаленным компьютерам с терминалов. Удаленные подключения типа компьютер-компьютер. Сетевые сервисы.

Появление локальных сетей (1970-е гг.). Миникомпьютер. Подключение автономных миникомпьютеров. Нестандартные интерфейсные устройства.

Создание стандартных технологий для локальных сетей. Микрокомпьютеры. Персональные компьютеры. Стандартные сетевые технологии. Непрозрачность доступа к удаленным ресурсам в глобальных сетях.

Современные тенденции.

Конвергенция локальных и глобальных сетей. Высокоскоростные каналы связи. Структурирование локальных сетей. Использование мейнфреймов в локальных сетях. Комбинирование различных видов транспорта. кластеры.

Основной особенностью распределенной обработки является наличие нескольких центров обработки данных.

Распределенные системы включают в себя компьютерные сети, многопроцессорные компьютеры и многомашинные системы.

Что такое компьютерный вирус? Виды компьютерных вирусов. Защита от компьютерных вирусов

Мультимашинная система представляет собой группу компактных компьютеров, объединенных специальными интерфейсными устройствами, работающими как единое целое. Каждый отдельный компьютер работает под управлением своей операционной системы. Специальное программное обеспечение обеспечивает прозрачный доступ, организацию расчетов, оперативную реконфигурацию.

Компьютерная сеть — совокупность компьютеров и сетевых устройств, подключенных к единой системе по каналам связи и работающих относительно независимо друг от друга.

Взаимодействие организовано путем передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи.

Основной целью компьютерной сети является совместное использование локальных компьютерных ресурсов всеми пользователями сети.

Чтобы работать в сети, необходимо расширить операционную систему компьютеров, входящих в сеть. На компьютерах с общими ресурсами необходимо добавлять модули, которые всегда находятся в режиме ожидания, когда запросы поступают с других компьютеров в сети. Такие модули называются программными серверами (серверная часть операционной системы). На компьютерах, которым предоставлен доступ к ресурсам с других компьютеров, в операционную систему также добавляются модули, которые генерируют запросы на доступ к удаленным ресурсам и передают их по сети на нужный компьютер. Такие модули называются программными клиентами (клиентская часть операционной системы).

Пара «клиент-серверных» модулей позволяет пользователям совместно использовать доступ к определенному типу ресурсов. В этом случае эта часть операционной системы называется сетевой службой. Примеры: Файловая служба, Служба печати, Служба электронной почты].

Термины «клиент» и «сервер» также используются для компьютеров, подключенных к сети. Сервер — это компьютер, который предоставляет ресурсы другим компьютерам в сети, а клиент — это компьютер, который потребляет эти ресурсы. Иногда один и тот же компьютер может выступать и как сервер, и как клиент.

Сетевые сервисы — пример распределенных программ, т.е. тех, которые состоят из нескольких взаимодействующих частей, обычно выполняющихся на отдельных компьютерах в сети. В сети можно использовать не только системно-распределенные программы, но и прикладные программы, часто называемые сетевыми приложениями. Однако большинство программ, которые запускаются в сети, не являются сетевыми приложениями.

Наиболее важными сетевыми компонентами являются, таким образом, компьютеры, коммуникационные устройства, операционные системы и сетевые приложения.

Сеть передачи информации (сеть) — это более широкий термин, чем компьютерная сеть. Сети передачи информации также включают телекоммуникации, которые могут использоваться для обмена информацией на большие расстояния.

Сеть передачи информации — система, состоящая из нескольких терминалов и коммуникационной среды. Среда связи используется для передачи информации между терминалами и состоит из узлов и каналов связи. Для каждой клеммы подходит как минимум один канал связи.

Канал связи — набор устройств, передающих информацию (кабели, устройства формирования каналов, ретрансляторы и т.д.). Сетевые узлы — промежуточные устройства, в которых сходятся более 2-х каналов. Узлы играют роль диспетчеров в сети: они коммутируют каналы и пакеты, временно хранят информацию до передачи следующего узла и т.д.

В общем, терминалы в сети имеют одинаковое значение, и каждый из них может обратиться к любому другому. Для выбора другого терминала используется его адрес — имя, уникальное в сети. Адресация сетей.

В широковещательных сетях адреса не используются; один терминал является передающим центром (только для передачи), а другие — только приемниками.

Линия связи — серия каналов, соединяющая 2 клеммы друг с другом для передачи информации между ними.

Коммуникационное соединение может быть не постоянным, а только во время конкретной сессии. Не все передачи осуществляются по одной линии связи. Такой вариант возможен, если есть узлы буферизации данных и время доступа к этим узлам разделено терминалами. Пример: Передача голосовых сообщений через автоответчик]. Использование линии связи позволяет обмениваться данными в режиме реального времени.

Если два терминальных устройства используют линию связи, то их наличие необходимо для обмена, но недостаточно. Обычно к обмену должны быть готовы терминалы, что подтверждается специальными сигналами. Когда обе клеммы готовы к началу обмена информацией, соединение устанавливается.

Особый случай подключения: точка-точка (PP) — подключение двух и только двух клемм. Для обмена информацией с третьим терминалом необходимо прервать соединение, т.е. завершить сеанс соединения.

Расчет информации о сигналах сети:

Локальная сеть (LAN). Компьютерные сети малой протяженности (не более 2 — 2,5 км) с использованием высокоскоростных цифровых линий связи.
Региональные сети. Большие компьютерные сети в пределах региона, страны.
Широкополосные сети (WAN). Компьютерные сети, охватывающие группы государств или планету в целом.

Низкоскоростные аналоговые линии (телефонные линии, радиосвязь и т.д.) широко используются в региональных и глобальных сетях, в то время как высокоскоростные цифровые линии (например, волоконно-оптические линии) используются для шоссейных соединений.

Сочетание широкополосных сетей, региональных сетей и локальных сетей позволяет создавать иерархии с несколькими сетями. Они предоставляют мощные, экономически эффективные инструменты для обработки огромных объемов информации и доступа к неограниченным информационным ресурсам. Локальные сети могут быть включены в качестве компонентов региональной сети, а региональные сети могут быть объединены в глобальную сеть.

Процесс передачи информации предполагает наличие источника информации, отправителя, канала связи, получателя и потребителя информации. Перед передачей и после приема информация может быть изменена.

Во время передачи информация делится на логически полные части — сообщения. Сообщение передается по каналу связи с помощью физической переменной процесса, которая однозначно представляет сообщение.

Типы сигналов:

аналоговый — сигнал, значение которого время от времени является непрерывной функцией (например, звук, переменный ток в телефонных линиях и т.д.).
цифровой — сигнал, который изменяется дискретно во времени, т.е. получает конечное число значений за определенный период времени (например, текущие импульсы в компьютерных шинах, азбука Морзе).

Преобразование сообщения в сигнал состоит из трех операций, которые могут выполняться как по отдельности, так и вместе:

Преобразование (обычно в электромагнитную форму);
Кодирование — организация сигнала с помощью кода. Код — это алфавит и система правил, позволяющая представлять информацию в виде серии символов этого алфавита.
Модуляция — воздействие на параметр сигнала таким образом, что изменения этого параметра являются встроенной передаваемой информацией.

При передаче по каналу связи сигнал может быть пустым или сильно искаженным. Чтобы избежать этого, сигнал генерируется следующим образом: выбирается несущая, т.е. та, которая мало затухает в канале связи; затем сигнал несущей модулируется в соответствии с передаваемой информацией.

При передаче по аналоговому каналу носителем является волна (гармонические колебания) с определенной амплитудой, частотой и фазой. Модуляция изменяет одно из этих свойств, так что амплитудная, частотная и фазовая модуляции различаются.

При передаче цифровой информации данные передаются либо с помощью потенциального или импульсного кодирования. Канал, работающий таким образом, называется цифровым. В узкополосных каналах данные передаются на одной частоте (т.е. канал пропускает узкую полосу пропускания). При таком методе может передаваться только цифровая информация, а связь осуществляется только на ограниченном расстоянии. Преимуществом является высокая скорость передачи данных и простая настройка сети. Подавляющее большинство локальных сетей используют цифровую передачу данных.

Характеристики сетей передачи информации:

Пропускная способность канала связи (бит/с) — максимально возможная скорость передачи данных по линии связи.
Эффективная скорость передачи данных по каналу связи (символ/с). КППС.
Надежная передача данных (ошибка/символ). БЭР.
Надежность (среднее время безотказной работы).

Основное назначение локальных компьютерных сетей (LAN) — совместное использование сетевых ресурсов пользователями, т.е. совместное использование периферийных устройств и данных и программ, хранящихся на компьютерах сети. Вторая, не менее важная задача — обмен информацией между пользователями.

В зависимости от того, как организовано управление сетью, локальная сеть делится на два типа.

Пиринговые сети. В этих сетях нет ни одного центра управления взаимодействием с рабочей станцией, ни одного центра обработки данных. Все рабочие станции одинаковы и могут выполнять как клиентские, так и серверные функции.

Преимущества: низкая стоимость, относительно высокая надежность, простота создания.

Минус-пункты: сложность управления сетью и защиты информации, зависимость эффективности сети от количества рабочих станций, слабая масштабируемость, сложность обновления программного обеспечения рабочих станций.

Сети с выделенным сервером (с централизованным управлением).

Один или несколько компьютеров в такой сети предназначены только для серверных функций. В этом случае они не только обслуживают запросы рабочих станций, но прежде всего поддерживают сеть в целом.

Преимущества: высокая производительность сети, высокая информационная безопасность, хорошая масштабируемость, централизованное управление сетью.

Меньше: более высокая стоимость, меньшая надежность и гибкость по сравнению с одноранговыми сетями, зависимость скорости и надежности всей сети от сервера.

В зависимости от того, как организована обработка запросов клиентов, различают два типа архитектуры LCS.

Архитектура файловых серверов.

В этом случае сервер в ответ на запрос пользователя отправляет все необходимые данные на компьютер клиента. Обработка данных (например, поиск по запросу) осуществляется на компьютере клиента, который затем представляет результаты обработки в удобном для пользователя виде.

Программы, которые хранятся на файловом сервере для совместного использования, открываются в виде файлов, передаются по сети, загружаются в память рабочих станций и выполняются в их окружении.

Архитектура клиент-сервер.

Здесь вся обработка данных выполняется на сервере по требованию заказчика, после чего заказчик получает свои результаты (отчет). В этом случае сервер называется сервером приложений.

Топология LCS представляет собой общую геометрическую схему соединения узлов и сетевых терминалов.

Основные топологии LCS.

Кольцо.

Сообщение передается через кольцо и пересылается абонентами. Последовательная обработка снижает скорость.

Общая топология шины Данные передающей станции распределяются по шине в обоих направлениях. Информация поступает ко всем абонентам, но только к получателю. Высокая скорость, простота обновления и простая настройка гарантированы.

Звездная топология.

Каждый периферийный участник имеет отдельную линию связи с центральным узлом. Центральным узлом может быть хаб (hub) или коммутатор (exchange) — специальное устройство для переадресации, коммутации и маршрутизации информационных потоков в сети, а не компьютер.

Гибридные топологии. Иногда полностью согласованная топология делится на отдельные подтипы. Выбор топологии зависит от многих параметров, в зависимости от того, какие варианты возможны. Представленные на рисунке топологии составляют основу современных локальных компьютерных сетей).

Растущая потребность в информационных ресурсах приводит к необходимости консолидации LCS или подключения их к сетям более высокого уровня. (сегменты)

Средство для объединения сетей.

Мост — устройство, соединяющее две сети с помощью одних и тех же методов передачи данных.

Сети могут иметь разную топологию, но должны иметь одинаковые протоколы на наиболее релевантных уровнях (сеть и выше) модели OSI (работающие на одном типе сетевых ОС). Они используются для сокращения трафика до сегментов, которые являются.

Соединены, благодаря анализу, фильтрации, переадресации сообщений.

Маршрутизатор — устройство, которое соединяет несколько сетей разных типов, используя одни и те же протоколы, и выбирает оптимальный путь для пакетов между двумя сегментами сети.

Маршрутизатор работает на сетевом уровне модели OSI и часто используется для взаимодействия между сегментами с одними и теми же протоколами высокого уровня.

Шлюз — устройство для комбинирования LCS совершенно разных типов, работающих с существенно отличающимися протоколами. Шлюзы работают на более высоких уровнях OSI: Сессия и выше. Шлюзы обычно выполняют преобразования между протоколами. С помощью шлюза LCS вы можете подключиться к глобальной сети.

Существует три основных типа передачи сообщений через сеть передачи данных:

переключение каналов
коммуникация
замена пакета

При изменении канала устанавливается соединение между посылающей и принимающей сторонами как физический канал. Это займет некоторое время.

Затем сообщение передается по сформированному каналу.

При переключении сообщений блоки последних передаются последовательно от одного промежуточного узла к другому до тех пор, пока они не достигнут получателя. В этом случае новая передача может начаться только после получения всего блока. Ошибка передачи приводит к новой передаче всего блока.

Метод пакетного переключения ограничивает размер блока, называемого пакетом, в отличие от метода переключения сообщений. Это позволяет маршрутизатору быстро обработать пакет. Каждый пакет доставляется отдельно. В данном случае, наиболее оптимальное использование доступной полосы пропускания. Этот тип передачи данных является стандартом для Интернета.

Сегодня телекоммуникационные сети построены на цифровой основе, что позволяет разрабатывать методы передачи данных, предназначенные в основном для локальных сетей.

Кроме того, была разработана технология ATM (Asynchronous Transfer Mode), которая по сути является методом быстрого переключения ячеек (пакетов определенного типа), но которая использует идеи для настройки виртуальных каналов.

Компьютеры — важная часть современного мира, а компьютерные сети делают нашу жизнь намного проще, ускоряют работу и делают досуг более интересным. Организация компьютерных сетей — один из важнейших и актуальных вопросов в жизни современного человека. Изучение данной темы необходимо не только руководителям компаний, но и всем сотрудникам производственного, банковского и офисного секторов.

За последние пятнадцать-двадцать лет сотни миллионов компьютеров были объединены в сеть по всему миру, и более миллиарда пользователей смогли взаимодействовать друг с другом. Сегодня можно с уверенностью сказать, что компьютерные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни, и сфера их применения охватывает буквально все сферы человеческой деятельности.

Закер К. Компьютерные сети. Модернизация и устранение неисправностей. Санкт-Петербург. САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 2003 . — 1008 с.
Кожанов Ю.Ф. Интерфейсы и протоколы сетей нового поколения: научно-популярное издание SPb, 2004. -218 с.
Игнатов В.А. Теория передачи информации и сигналов: учебник для вузов. — Второе издание, перевод и дополнительная М.: Радио и связь, 1995. — 280 с.
Практическая передача данных: Модемы, сети и протоколы: Мир, 2006. — 272 с.
Д.Л. Уэдью. Защита данных в компьютерных сетях.

ДомойТехнологииТенденции развития компьютерных сетей и интернета

Число пользователей Интернет по всему миру достигло 2,4 миллиард пользователей по всему миру. К 2020 г. по прогнозам Национального Научного Фонда США число пользователей Интернет возрастет до 5 млрд. Интернет станет более распределен географически. Самый большой прирост пользователей в ближайшие 10 лет будет происходить за счет жителей развивающихся стран в Африке (сейчас используют не более 7 %), Азии (около 19%) и Среднего Востока (Middle East) (около 28 %). Для сравнение в настоящее время более 72 % жителей Северной Америки используют Интернет. Этот тренд означает, что Интернет к 2020 году не только достигнет отдаленных мест по всему миру, но и будет поддерживать гораздо больше языков и не только привычную нам кодировочную систему ASCII. Согласно результатам исследования агентства РБК.research, уровень проникновения Интернета в России в 2018 году превысит отметку в 80%.

Так же и с пропускной способностью. Согласно данным компании Cisco, сегодня одновременно в Skype работает свыше 35 млн. пользователей, в Facebook — свыше 200 млн, каждую минуту на YouTube загружают 72 часа видео. К 2015 г. количество устройств в сети стало в два раза выше, чем население планеты, при чём около 80% этого трафика будет составлять видео трафик. Изображения и видео файлы, обмен которыми постоянно происходит во «всемирной паутине», требуют более высокой пропускной способности. Пользователи будут общаться, и обмениваться информацией посредством видео и голоса в режиме реального времени.

Мы правомерно движемся в сторону «семантического интернета», в котором информации придается точно определенный смысл, что позволяет компьютерам «понимать» и обрабатывать ее на семантическом уровне. Сегодня компьютеры работают на синтаксическом уровне, на уровне знаков, они считывают и обрабатывают информацию по внешним признакам. Термин «семантическая паутина» был впервые введён сэром Тимом Бернерсом-Ли (один из изобретателей Всемирной паутины) в журнале «Scientific American». Семантический WEB позволит находить информацию по поиску: например, «найти информацию о животных, использующих звуковую локацию, но не являющихся ни летучей мышью ни дельфином».

С новой архитектурой компьютерных сетей наступит эра «интернета-вещей». Одна из ближайших разработок – это «умная пыль» — датчики, разбросанные на большой территории, собирающие информацию. Национальный Научный Фонд США прогнозирует, что около миллиардов датчиков на зданиях, мостах, дорогах будут подключены к Интернет для таких целей, как мониторинг использования электричества, для обеспечения безопасности и т.д. Можно привести размышления Винтона Грэя Сёрфа (американский ученый-математик, считается одним из изобретателей протокола TCP/IP, вице-президент компании Google): «Предположим, что все продукты, которые вы кладете в холодильник, снабжены специальным штрих-кодом или микрочипом так, чтобы холодильник фиксировал все, что вы поместили в него. В таком случае, находясь в университете или на работе, вы можете просматривать эту информацию со своего телефона, смотреть разные варианты рецептов, а холодильник предложил бы вам, что стоит сегодня приготовить.

Если расширить эту идею, то получится приблизительно следующая картина. Вы идете в магазин, и пока вы там находитесь, у вас звонит мобильный телефон — это звонит вам холодильник, который советует, что именно стоит купить». Через собственный аккаунт можно будет кормить питомцев и запускать стиральную машину.

Интернет меняет быт человека. «Всемирная паутина» становится инструментом реализации бытовых нужд: таких как совершение покупок, оплата коммунальных услуг и др. Интернет изменил отношение человека с государством. Личное общение, персональное обращения в специальные службы будет минимизировано. Подать документы в ВУЗ, вызвать скорую, написать заявление в полицию, оформить паспорт – все это уже сегодня возможно сделать электронно. В связи с этим станет и минимум анонимности. Роскоши менять пароли и заводить аккаунты под несуществующими именами, оставлять едкие комментарии под шапкой-невидимкой – скорее всего не станет. Логин/пароль для входа в сеть могут стать средством идентификации личности, а к нему будут привязаны его реальные паспортные данные.

Активное проникновение сетевых технологий и интернета приведут к изменениям на рынке труда и в сфере образования. Программы привязывают людей не столько к конкретному офису, сколько к самому компьютеру. Сотрудников, выполняющих свою работу дистанционно, будет все больше. И все больше будет офисов в «кармане», т.е. виртуальных предприятий, которые существуют только в Интернете.

У развития интернет-технологий и возможностей компьютерных сетей есть и другая сторона медали. Вредоносный червь может быть использован в качестве шпионажа, а так же диверсий электростанций, аэропортов и других жизнеобеспечивающих предприятий. Так, в 2010 году компьютерный червь Stuxnet поразил ядерные объекты Ирана, отбросив атомную программу этой страны на два года назад. Применение вредоносной программы оказалось по эффективности сравнимо с полноценной военной операцией, но при отсутствии жертв среди людей. Уникальность этой программы заключалась в том, что впервые в истории кибератак вирус физически разрушил инфраструктуру. Крупнейшая хакерская атака в истории снизила скорость передачи данных во всем Интернете. Мишенью атаки стала европейская компания Spamhaus, занимающаяся противодействием рассылке спама. Мощность DDoS-атак составила 300 Гбит/сек, при том, что мощности в 50 Гбит/сек хватает для того, чтобы вывести из строя инфраструктуру крупной финансовой организации.

Выход интернета и сетевых технологий в космос. Сегодня сеть Интернет носит планетарный масштаб. На повестке дня – межпланетное пространство, космический Интернет. Международная космическая станция подключена к сети Интернет, что значительно ускоряет процессы работы и взаимодействия станции с Землей. Но обычное установление связи при помощи оптиковолоконного или простого кабеля, которое очень эффективно в земных условиях, невозможно в космосе. В частности из-за того, что невозможно применять в межпланетном пространстве обычный протокол TCP/IP (протокол — особый «язык» компьютерных сетей для «общения» друг с другом). Исследовательские работы по созданию нового протокола, благодаря которому Интернет мог бы функционировать и на лунных станциях, и на Марсе, ведутся. Так, один из подобных протоколов называется Disruption Tolerant Networking (DTN). Компьютерные сети с этим протоколом уже были применены для связи МКС с Землей, в частности по каналам связи были отправлены фотографии солей, которые были получены в состоянии невесомости.

Развитие и внедрение всех перечисленных тенденций возможно только после внедрения новой, более гибкой архитектуры компьютерных сетей. Во всем научном ИТ-мире это вопрос №1. Самая перспективная на сегодня технология/архитектура компьютерных сетей, которая способна вывести из кризиса, — это технология программно-конфигурируемых сетей (softwere definednetwork). В 2007 году сотрудниками университета Стэнфорда и Беркли был разработан новый «язык» общения компьютерных сетей – протокол OpenFlow и новый алгоритм работы компьютерных сетей – ПКС технология. Ее основная ценность в том, что она позволяет уйти от «ручного» управления сетью. В современных сетях функции управления и передачи данных совмещены, что делает контроль и управление очень сложным. ПКС— архитектура разделяет процесс управления и процесс передачи данных. Что открывает колоссальные возможности для развития интернет-технологий, так как ПКС не в чем нас не ограничивает, выводя на первый план программное обеспечение. В России изучением ПКС занимается Центр прикладных исследований компьютерных сетей.

Используемые источники: