Как работает компьютерная сеть 9 класс

Обновлено: 21.11.2024

Как мы можем определить, объяснить и продемонстрировать, как компьютерные сети обрабатывают и обмениваются данными для анализа?

Студенты смогут. Определить, что такое компьютерная сеть, и различать роли между серверами, клиентами и IP-адресами, которые помогают поддерживать Интернет?

Что такое компьютерная сеть? (УРОК)

Основной вопрос модуля:

Как мы можем яопределить, объяснить и продемонстрировать, как компьютерные сети обрабатывают и обмениваются данными для анализа?

Общие основные стандарты обучения:

CCSS.ELA-Literacy.RI.11-12.4 Определение значения слов: определение значения слов, используемых в образных и технических фразах, и фраз, используемых в тексте, включая образное, коннотативное и технические значения.

SWBAT (Я могу высказывания….)

Я МОГУ… определять, что такое компьютерная сеть, и различать роли между серверами, клиентами и IP-адресами, которые помогают поддерживать Интернет. .

  1. Компьютерные сети
  2. Серверы
  3. IP-протоколы (интернет-протоколы)
  4. Клиент

Определите, классифицируйте и перечислите любые 3-4 детали, которые вы уже знаете о сегодняшней лексике или хотели бы узнать о Интернет-сети

Изучение большого вопроса/Семинар по литературному анализу

Организатор видеографики:

Как серверы помогают компьютерам обмениваться данными и отправлять данные через Интернет?

--Задание 2. Инструкции. Постройте в своем блокноте Т-диаграмму, иллюстрирующую приведенное ниже. Затем выберите 1 из наводящих вопросов, на которые нужно ответить после просмотра видео.

Ключевые слова

Интересные вопросы, комментарии, определения

-- Компьютерные сети

--IP-адрес

Наводящие вопросы:

Уровень 3. Определить и объяснить, что такое компьютерная сеть?

Уровень 2. Опишите роль сервера? Подробно о том, как они помогают компьютерам обмениваться данными в сетях.

Уровень 1. Определить, что такое IP-адрес? Объясните, почему компьютерам назначаются IP-адреса и как они помогают поддерживать общий доступ

данных.

Оценка для обучения:

КРАСНЫЙ Я НЕ ПОНИМАЮ 3 следующих ключевых термина и не понимаю, как их применять на компьютере:

Компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом с помощью сервера, клиента (компьютера) и IP-адреса.

Я ОТЛИЧНО понимаю два следующих ключевых термина или то, как их применять на компьютере:

ЖЕЛТЫЙ

Компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом с помощью сервера, клиента (компьютера) и IP-адреса.

ЗЕЛЕНЫЙ Я ПОНИМАЮ 3 ключевых термина:

Компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом с помощью сервера, клиента (компьютера) и IP-адреса.

Образец текста/Совместное чтение

Многоуровневые дифференцированные вопросы на понимание прочитанного:

Указания: запишите вопросы в свой блокнот и ответьте на приведенные ниже вопросы в нем.

Задание 3: Гл. 27.1 Основы Интернета: как работает Интернет?» (Текст) (Учебная программа Pearson Vue IC3)

Указания: Указания: потратьте 10–15 минут со своим партнером, по очереди читая и комментируя смысл страниц. 371–372 и на уровне 1

со своим партнером. Запишите и ответьте на вопрос уровня, с которым вы лучше всего идентифицируете себя в зависимости от уровня навыков, в своей записной книжке. Если вы закончили

ваш вопрос уровня до того, как будет назначено время, попробуйте ответить на следующий вопрос.

  • Шаг 1. Один из партнеров читает определение и комментирует ваш текст!
  • Шаг 2. Оба партнера останавливаются и обсуждают словарь Excel.
  • Шаг 3. Определите и запишите определение в свой Excel, в и свой блокнот и графический органайзер.
  • Шаг 4. Запустите Microsoft EXCEL, чтобы применить задачи.
  • Шаг 5: Подумай критически и Заполни графический органайзер для словарного запаса Excel).
  • Словарь: компьютерные сети, сервер, клиент, IP-протокол

Уровень 1. Объясните и обобщите, как IP-адреса помогают направлять интернет-трафик? Подробно опишите роль «пакетов».

Уровень 2. Подробное описание того, как серверы и клиенты работают вместе в компьютерной сети?

Уровень 3. Определите и объясните, что такое клиент? Приведите пример.

Обсуждение подотчетности

(Если вам нужна помощь)

  • Указания: определите 1 тему или словарное слово, с которым вы боретесь, и используйте это начало предложения, чтобы сформулировать следующее:
  • (Если вам нужна помощь)
  • …»Одно я знаю об _______оборудовании, это _______. Что я хотел бы знать или не понимаю, так это___________».

(Если вы знаете ответ и можете помочь)

  • …”Я могу поддержать ваше понимание и помочь ответить на ваш вопрос, потому что текст находится ___________
  • Говорит ___(приведите текстовое свидетельство)._____________
  • (Если вы хотите добавить в беседу). «….Я согласен и хотел бы добавить…»
  • __________________

Стратегическое вмешательство. Учащимся предоставляется приведенный ниже подробный графический органайзер вместе с моделью высокоэффективной работы.

Студенты также размещаются на смешанных академических уровнях, на которых те учащиеся, которым требуется академическое вмешательство, могут получать

поддержка более продвинутых учащихся. Это часто определяется во время оценки для обучения (проверки светофора).

Сид Туглок/Девонте

Согласно изменениям в классе ELL Сида и Девонте, он должен немедленно получить следующее: увеличенное время выполнения задания,

двуязычные словари, положительное/конкретное подкрепление, устная оценка для изучения направлений и задач.

Таким образом, мой метод обучения с Сидом для этого урока будет заключаться в следующем: на устной оценке для изучения направлений и задач и

позитивное/бетонное армирование.

Дополнительная грамотность

Графический органайзер необходим для заполнения каждого словарного слова. Каждый из них должен иметь следующие компоненты:

  1. Определение каждого словарного слова
  2. Обоснование, сравнение и противопоставление

На уровне — будут выполнены многоуровневые вопросы на понимание прочитанного из текста.

Продвинутый уровень — дополнительные вопросы и задания на критическое мышление предоставляются на основе демонстрации учащимися многоуровневого вопроса на понимание прочитанного и соответствующего технического задания.

Доказательства завершения обучения/Поделиться/:

Конечный результат: Всем классом мы оценим себя по следующему важному вопросу, связанному с приведенными ниже вопросами на понимание прочитанного: Что такое

компьютерные сети и как они поддерживаются?

Уровень 1. Объясните и обобщите, как IP-адреса помогают направлять интернет-трафик? Подробно опишите роль «пакетов».

Уровень 2. Подробное описание того, как серверы и клиенты работают вместе в компьютерной сети?

Уровень 3. Определите и объясните, что такое клиент? Приведите пример.

Оценка для обучения (необязательно)

КРАСНЫЙ Я НЕ ПОНИМАЮ 3 следующих ключевых термина и не понимаю, как их применять на компьютере:

Компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом с помощью сервера, клиента (компьютера) и IP-адреса.

Я ОТЛИЧНО понимаю два следующих ключевых термина или то, как их применять на компьютере:

ЖЕЛТЫЙ

Компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом с помощью сервера, клиента (компьютера) и IP-адреса.

ЗЕЛЕНЫЙ Я ПОНИМАЮ 3 ключевых термина:

Компьютерные сети

Компьютеры, соединенные друг с другом с помощью сервера, клиента (компьютера) и IP-адреса.

Учащиеся должны будут выполнить задания графического органайзера, если они не будут выполнены во время урока:

1 Ed технологические инструменты

<р>1. Предложите учащимся перейти по ссылке словаря, расположенной в верхнем правом углу.

Поддерживаемые основные стандарты

Чтение информационного текста

Приведите веские и исчерпывающие текстовые доказательства, подтверждающие анализ того, о чем в тексте говорится явно, а также выводы, сделанные из текста.

Определить центральную идею текста и проанализировать ее развитие по ходу текста, в том числе то, как она возникает, формируется и уточняется конкретными деталями; предоставить объективное резюме текста.

Проанализируйте, как автор разворачивает анализ или ряд идей или событий, в том числе порядок, в котором делаются выводы, как они вводятся и развиваются, а также связи между ними.

Определять значение слов и фраз по мере их использования в тексте, включая переносное, коннотативное и техническое значение; анализировать кумулятивное влияние выбора конкретных слов на значение и тон (например, насколько язык решения суда отличается от языка газеты).

Подробно проанализируйте, как идеи или утверждения автора развиваются и уточняются в конкретных предложениях, абзацах или больших частях текста (например, в разделе или главе).

Определите точку зрения или цель автора в тексте и проанализируйте, как автор использует риторику для продвижения этой точки зрения или цели.

Проанализируйте различные рассказы о предмете, рассказанные на разных носителях (например,, история жизни человека как в печатном, так и в мультимедийном виде), определяя, какие детали будут подчеркнуты в каждом аккаунте.

Очертите и оцените аргумент и конкретные утверждения в тексте, оценив, являются ли рассуждения действительными, а доказательства уместными и достаточными; выявлять ложные утверждения и ошибочные рассуждения.

Проанализируйте основополагающие документы США, имеющие историческое и литературное значение (например, Прощальное обращение Вашингтона, Геттисбергское обращение, речь Рузвельта о четырех свободах, «Письмо Кинга из бирмингемской тюрьмы»), в том числе то, как в них затрагиваются связанные темы и концепции.

К концу 9-го класса умело читать и понимать документальную литературу в диапазоне сложности текста для 9–10 классов, при необходимости применяя строительные леса на верхнем уровне диапазона.

Считаете ли вы, что не читаете эту статью, если в мире существуют компьютерные сетевые технологии? Вероятно, вы используете интернет-соединение для загрузки этой веб-страницы или любой другой страницы в Интернете. Интернет создается путем соединения миллионов сетей. Таким образом, компьютерные сети играют решающую роль в повседневном общении для запуска и ведения большей части бизнеса. Давайте поговорим о важности компьютерных сетей, определив основные концепции урока о компьютерных сетях.

Оглавление

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерная сеть

Компьютерная сеть — это набор подключенных компьютеров. Мы можем создать компьютерную сеть, когда два или более отмеченных соединены. Компьютер называется узлом в компьютерной сети. Эти компьютеры могут быть подключены через проводные или беспроводные соединения. Мы обсудим это позже в этом уроке. Давайте изучим основы компьютерных сетей.

Типы сетевых подключений

Модель коммуникации

Среда связи играет важную роль в компьютерных сетях. Среда связи — это метод, который мы используем для передачи данных по сети. Это может быть проводная или беспроводная среда. Отправитель и получатель — это два компьютера в сети. Протоколы представляют собой набор инструкций и руководств, используемых для общения.

Проводной

Проводное соединение отличается от беспроводного сетевого подключения физическими кабелями, которые используются для передачи данных. Давайте обсудим три распространенные проводные среды передачи

Волоконно-оптические кабели

Волоконно-оптические кабели

Это самая дорогая проводная среда с самой высокой скоростью передачи данных. Волоконную оптику часто используют в дальней связи. Волоконно-оптический кабель — это тонкий, гибкий и прозрачный носитель, состоящий из очень тонких стеклянных или пластиковых волокон.

Витая пара

Кабель с витой парой

Название кабеля связано с двумя скрученными вокруг друг друга проводами. Эти провода являются наиболее используемыми в сети, так как они дешевле и имеют значительную скорость передачи данных. Мы можем увидеть эти провода в наших домах, если воспользуемся телефоном.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель обеспечивает более высокую скорость передачи данных и состоит из центральной медной жилы, окруженной медным экраном. Обычно мы используем коаксиальный кабель для передачи сигналов от вашей антенны к телевизору.

Беспроводная связь

Беспроводная связь позволяет устройствам удаленно подключаться к сети без использования физических проводов. Беспроводная сеть использует инфракрасный порт, Bluetooth и радиоволны для обмена информацией и ресурсами между устройствами.

Инфракрасные волны

Использование ИК-волн в пульте дистанционного управления

Инфракрасный порт – это распространенная, недорогая и простая в использовании технология беспроводной связи. Он полезен для закрытых помещений и может использоваться только на коротких дистанциях. Эти сигналы не могут проникать сквозь стены. Мы используем ИК-сигналы в пультах дистанционного управления.

Bluetooth

Технология Bluetooth

Технология Bluetooth – это технология беспроводной связи ближнего действия, которая заменяет кабели, соединяющие электронные устройства, позволяя человеку вести телефонный разговор через гарнитуру, использовать беспроводную мышь и синхронизировать информацию с мобильного телефона на ПК. Это высокоскоростная беспроводная технология, покрывающая расстояние до 10 метров.

Волны Wi-Fi

Волна Wi-Fi

Wi-Fi — это беспроводная сеть, использующая радиоволны. Используя эту технологию, мы можем обмениваться информацией между двумя или более устройствами. Wi-Fi был разработан для мобильных вычислительных устройств; например ноутбуки.

Радиоволны

Радиоволна

Радиоволны – это тип электромагнитного излучения, который используется в телевизорах, мобильных телефонах и радиоприемниках. Радиосигналы дальнего действия позволяют астронавтам связываться с Землей с Луны и передавать информацию от космических зондов, путешествующих к далеким планетам. Для навигации кораблей и самолетов широко используются радиодальность, радиокомпас (или пеленгатор), радиосигналы времени.

Основные компоненты компьютерной сети

Компьютерная сеть состоит из нескольких устройств. Эти компоненты облегчают нам передачу данных между устройствами в сети. Давайте обсудим основные компоненты, необходимые для настройки сети.

Сервер

Сервер

Серверы – это компьютеры, на которых хранятся общие файлы, программы и сетевая операционная система. Серверы предоставляют доступ к сетевым ресурсам всем пользователям сети.

Клиент

Клиенты

Компьютеры являются клиентами сети. Он может получать и отправлять данные на другой компьютер. На приведенной выше диаграмме показано несколько клиентских компьютеров, подключенных к серверам.

Сетевая интерфейсная карта (NIC)

Сетевая карта

Каждый компьютер содержит сетевую карту. Сегодня эта карта поставляется со встроенным компонентом материнской платы компьютера. Необходимо иметь сетевую карту для подключения к Интернету. Основная цель сетевой карты – форматировать данные, отправлять данные и получать данные на принимающем узле.

Коммутаторы/концентраторы

Переключить

Центр

И коммутаторы, и концентраторы — это аппаратные устройства, которые соединяют несколько устройств в компьютерной сети. Коммутатор содержит больше дополнительных функций, чем концентратор.

Маршрутизаторы

Маршрутизатор

Маршрутизаторы используются для объединения нескольких компьютерных сетей. Маршрутизаторы позволили нам подключить нашу локальную сеть (LAN) к Интернету.

МОДЕМ

МОДЕМ

Модем получает информацию от вашего интернет-провайдера (интернет-провайдера, например: SLT, Dialog Broadband, Mobitel) по телефонным линиям, оптоволоконному или коаксиальному кабелю в вашем доме (в зависимости от вашего поставщика услуг) и преобразует ее в цифровой сигнал.

Брандмауэр

Брандмауэр — это устройство сетевой безопасности, которое отслеживает входящий и исходящий сетевой трафик и решает, разрешать или блокировать определенный трафик на основе определенного набора правил безопасности.

Как мы подключаем устройства в компьютерную сеть?

На приведенной ниже схеме показана типичная локальная сеть. Как видите на картинке Сервер, Клиенты подключены через коммутатор. Беспроводной маршрутизатор позволяет подключаться к Интернету. Модем преобразует сигнал в аналоговый сигнал.

Компьютерная сеть

Почему мы используем компьютерные сети?

Мы используем компьютерную сеть для обмена ресурсами и информацией. Такие устройства, как принтеры, сканеры, имеют ограниченный ресурс. Мы не можем разместить отдельный принтер для каждого компьютера.Поэтому мы используем один принтер среди компьютерных сетей.

Другой причиной использования компьютерной сети является общение. Пользователи компьютеров в сети могут общаться через сеть. Мы обсудим оба варианта ниже.

Общий доступ к ресурсам через компьютерную сеть

Компьютерные сети позволяют нам обмениваться данными, программным обеспечением и оборудованием, например принтером. В большинстве организаций компьютерная сеть используется для совместного использования ресурсов, таких как принтеры, со всеми подключенными устройствами.

Совместное использование программного обеспечения

Как мы знаем о лицензиях на программное обеспечение и платных версиях программного обеспечения, нам придется заплатить значительную сумму денег, если мы будем использовать отдельные лицензии на программное обеспечение. Однако покупка нескольких пользовательских лицензий на программное обеспечение для компьютерной сети обходится относительно недорого.

Общий доступ к файлу/папке

Проводник

Файлом или папкой можно легко и быстро поделиться в сети. Мы создаем общие папки, и пользователи могут получить доступ к общей папке. На приведенном выше рисунке показано расположение общего файла. Как видите, в общей папке есть несколько папок. В Windows мы можем использовать встроенную функцию обмена файлами в Проводнике.

Общий доступ к принтеру

Общий доступ к принтеру

Возможность совместного использования принтеров является одним из основных преимуществ настройки сети. Настроив сетевой принтер, вы сможете печатать с любого компьютера дома/лаборатории/офиса.

Общение с помощью компьютерной сети

Локальный мессенджер

LAN Messenger – это бесплатное кроссплатформенное приложение для обмена мгновенными сообщениями с открытым исходным кодом для общения по локальной сети. Он не требует сервера. Предусмотрено несколько полезных функций, включая уведомления о событиях, передачу файлов и ведение журнала сообщений. В настоящее время поддерживаются следующие платформы: Windows, Mac и Linux.

LAN Messenger в Windows 7

Преимущества компьютерных сетей

Возможность доступа в Интернет: можно использовать одно подключение к Интернету. Это экономичный и безопасный способ подключения клиентских компьютеров к Интернету.

Возможность общаться с пользователями сети, используя электронную почту, службы обмена короткими сообщениями: сеть позволяет нам общаться внутри сети, и если у нее есть полный доступ к Интернету, мы получаем большинство преимуществ. Мы можем использовать программное обеспечение для обмена сообщениями, такое как LAN Messenger или службы мгновенных сообщений, такие как Skype, WhatsApp, Viber, для отправки файлов и сообщений среди пользователей.

Общее использование документов, изображений, фотографий, песен, видео и т. д.

Обмен программным обеспечением, например компьютерными играми

Возможность сохранения важной информации на сетевом накопителе

Простота создания резервных копий, поскольку файлы данных сохраняются на серверном компьютере в сети

Сеть состоит из двух или более компьютеров, которые связаны между собой для совместного использования ресурсов (например, принтеров и компакт-дисков), обмена файлами или обеспечения электронной связи. Компьютеры в сети могут быть связаны кабелями, телефонными линиями, радиоволнами, спутниками или лучами инфракрасного света.

Два очень распространенных типа сетей включают:

Вы также можете увидеть ссылки на городские сети (MAN), беспроводную локальную сеть (WLAN) или беспроводную глобальную сеть (WWAN).

Локальная сеть

Локальная вычислительная сеть (LAN) – это сеть, ограниченная относительно небольшой территорией. Как правило, это ограничено географической областью, такой как письменная лаборатория, школа или здание.

Компьютеры, подключенные к сети, обычно классифицируются как серверы или рабочие станции. Серверы, как правило, не используются людьми напрямую, а работают непрерывно, предоставляя «услуги» другим компьютерам (и их пользователям-людям) в сети. Предоставляемые услуги могут включать в себя печать и отправку факсов, хостинг программного обеспечения, хранение и совместное использование файлов, обмен сообщениями, хранение и извлечение данных, полный контроль доступа (безопасность) к сетевым ресурсам и многое другое.

Рабочие станции называются так потому, что на них обычно есть человек, который через них взаимодействует с сетью. Рабочими станциями традиционно считались настольные компьютеры, состоящие из компьютера, клавиатуры, дисплея и мыши, или ноутбуки со встроенными клавиатурой, дисплеем и сенсорной панелью.С появлением планшетных компьютеров и устройств с сенсорным экраном, таких как iPad и iPhone, наше определение рабочей станции быстро расширилось и включает эти устройства из-за их способности взаимодействовать с сетью и использовать сетевые службы.

Серверы, как правило, более мощные, чем рабочие станции, хотя конфигурация определяется потребностями. Например, группа серверов может быть расположена в безопасном месте, вдали от людей, и доступ к ним возможен только через сеть. В таких случаях серверы обычно работают без специального дисплея или клавиатуры. Однако размер и скорость серверного процессора (процессоров), жесткого диска и оперативной памяти могут значительно увеличить стоимость системы. С другой стороны, рабочей станции может не требоваться столько места для хранения или оперативной памяти, но для удовлетворения потребностей пользователя может потребоваться дорогостоящий дисплей. Каждый компьютер в сети должен быть соответствующим образом настроен для его использования.

В одной локальной сети компьютеры и серверы могут быть соединены кабелями или по беспроводной сети. Беспроводной доступ к проводной сети возможен благодаря точкам беспроводного доступа (WAP). Эти устройства WAP обеспечивают мост между компьютерами и сетями. Типичная точка доступа может иметь теоретическую пропускную способность для подключения к сети сотен или даже тысяч беспроводных пользователей, хотя практическая пропускная способность может быть намного меньше.

Почти всегда серверы будут подключаться к сети кабелями, потому что кабельные соединения остаются самыми быстрыми. Стационарные рабочие станции (настольные) также обычно подключаются к сети кабелем, хотя стоимость беспроводных адаптеров снизилась до такой степени, что при установке рабочих станций в существующем помещении с неадекватной проводкой может быть проще и дешевле подключиться к сети. использовать беспроводную связь для рабочего стола.

Дополнительную информацию о настройке локальной сети см. в разделах «Топология», «Кабели» и «Оборудование» этого руководства.

Глобальная сеть

Глобальные сети (WAN) соединяют сети в более крупных географических регионах, таких как Флорида, США или по всему миру. Для подключения этого типа глобальной сети можно использовать выделенные трансокеанские кабельные или спутниковые каналы связи.

Используя глобальную сеть, школы Флориды могут связываться с такими местами, как Токио, за считанные секунды, не оплачивая огромные счета за телефон. Два пользователя на расстоянии полмира с рабочими станциями, оборудованными микрофонами и веб-камерами, могут проводить телеконференции в режиме реального времени. WAN — это сложно. Он использует мультиплексоры, мосты и маршрутизаторы для подключения местных и городских сетей к глобальным коммуникационным сетям, таким как Интернет. Однако для пользователей глобальная сеть не будет сильно отличаться от локальной сети.

Преимущества установки школьной сети

Управление доступом пользователей. Современные сети почти всегда имеют один или несколько серверов, что позволяет централизованно управлять пользователями и сетевыми ресурсами, к которым у них есть доступ. Учетные данные пользователя в частной и управляемой сети могут быть такими же простыми, как имя пользователя и пароль, но с постоянно растущим вниманием к проблемам компьютерной безопасности эти серверы имеют решающее значение для обеспечения того, чтобы конфиденциальная информация была доступна только авторизованным пользователям. Хранение и обмен информацией. Компьютеры позволяют пользователям создавать и манипулировать информацией. Информация в сети живет своей собственной жизнью. Сеть предоставляет как место для хранения информации, так и механизмы для обмена этой информацией с другими пользователями сети. Соединения. Администраторы, преподаватели и даже студенты и гости могут быть подключены к сети кампуса. Услуги. Школа может предоставлять такие услуги, как регистрация, школьные справочники, расписания курсов, доступ к исследованиям, учетные записи электронной почты и многие другие. (Помните, что сетевые службы обычно предоставляются серверами). Интернет. Школа может предоставить пользователям сети доступ к Интернету через интернет-шлюз. Вычислительные ресурсы. Школа может предоставить доступ к специализированным вычислительным устройствам, которыми отдельные пользователи обычно не владеют. Например, школьная сеть может иметь высокоскоростные высококачественные принтеры, стратегически расположенные по территории кампуса для использования инструкторами или учащимися. Гибкий доступ. Школьные сети позволяют учащимся получать доступ к своей информации с подключенных устройств по всей школе. Учащиеся могут начать задание в своем классе, сохранить часть его в общедоступной зоне сети, а после уроков пойти в медиацентр, чтобы закончить работу. Студенты также могут работать совместно через сеть. Вычисление рабочей группы. Программное обеспечение для совместной работы позволяет многим пользователям одновременно работать над документом или проектом. Например, преподаватели, работающие в разных школах округа, могут одновременно вносить свои идеи о новых стандартах учебной программы в один и тот же документ, электронные таблицы или веб-сайт.

Дорогая установка. Крупные сети кампусов могут иметь высокие цены.Кабели, сетевые карты, маршрутизаторы, мосты, брандмауэры, точки беспроводного доступа и программное обеспечение могут стоить дорого, а для установки, безусловно, потребуются услуги технических специалистов. Но благодаря простоте настройки домашних сетей простую сеть с доступом в Интернет можно настроить для небольшого кампуса за полдня. Требуется административное время. Надлежащее обслуживание сети требует значительного времени и опыта. Многие школы установили сеть только для того, чтобы обнаружить, что в бюджете не предусмотрена необходимая административная поддержка. Серверы выходят из строя. Хотя сетевой сервер не более подвержен сбоям, чем любой другой компьютер, когда файловый сервер «выходит из строя», вся сеть может остановиться. Хорошие методы проектирования сети говорят о том, что критически важные сетевые службы (предоставляемые серверами) должны быть избыточными в сети, когда это возможно. Кабели могут порваться. В главе «Топология» представлена ​​информация о различных конфигурациях кабелей. Некоторые конфигурации предназначены для сведения к минимуму неудобств, связанных с оборванным кабелем; при других конфигурациях один оборванный кабель может остановить всю сеть. Безопасность и соответствие. Безопасность сети стоит дорого. Это также очень важно. Школьная сеть, возможно, будет подвергаться более строгим требованиям безопасности, чем корпоративная сеть аналогичного размера, из-за вероятности хранения личной и конфиденциальной информации пользователей сети, опасность которой может усугубляться, если какие-либо пользователи сети являются несовершеннолетними. Большое внимание необходимо уделять сетевым службам, чтобы обеспечить соответствие всего сетевого контента сетевому сообществу, которое он обслуживает.

4202 E. Fowler Ave., EDU162

Тампа, Флорида 33620

Доктор. Рой Винкельман, директор

Эта публикация была подготовлена ​​в рамках гранта Министерства образования Флориды.

Информация, содержащаяся в этом документе, основана на информации, доступной на момент публикации, и может быть изменена. Несмотря на то, что были предприняты все разумные усилия для включения точной информации, Флоридский центр учебных технологий не дает никаких гарантий в отношении точности, полноты или пригодности информации, представленной здесь, для какой-либо конкретной цели. Ничто в данном документе не может быть истолковано как рекомендация использовать какой-либо продукт или услугу в нарушение существующих патентов или прав третьих лиц.

Как работает Интернет?

С чего начать? Интернет-адреса

Поскольку Интернет представляет собой глобальную сеть компьютеров, каждый компьютер, подключенный к Интернету, должен иметь уникальный адрес. Интернет-адреса имеют вид nnn.nnn.nnn.nnn, где nnn должно быть числом от 0 до 255. Этот адрес известен как IP-адрес. (IP означает Интернет-протокол; подробнее об этом позже.)

На рисунке ниже показаны два компьютера, подключенных к Интернету. ваш компьютер с IP-адресом 1.2.3.4 и другой компьютер с IP-адресом 5.6.7.8. Интернет представлен как абстрактный объект между ними. (По мере продвижения этой статьи Интернет-часть Диаграммы 1 будет объясняться и перерисовываться несколько раз по мере раскрытия деталей Интернета.)

Диаграмма 1

Если вы подключаетесь к Интернету через интернет-службу Провайдер (ISP), вам обычно назначается временный IP-адрес на время вашего сеанса телефонного подключения. Если вы подключаетесь к Интернету из локальной сети (LAN), ваш компьютер может иметь постоянный IP-адрес или может получить временный IP-адрес от сервера DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol). В любом случае, если вы подключены к Интернету, ваш компьютер имеет уникальный IP-адрес.

Стеки и пакеты протоколов


Уровень протокола Комментарии
Приложение Уровень протоколов Протоколы, специфичные для таких приложений, как WWW, электронная почта, FTP и т. д.
Уровень протокола управления передачей TCP направляет пакеты определенному приложению на компьютере, используя номер порта.
Уровень протокола Интернета IP направляет пакеты на определенный компьютер, используя IP-адрес .
Аппаратный уровень Преобразует двоичные пакетные данные в сетевые сигналы и обратно.
(Например, сетевая карта Ethernet, модем для телефонных линий и т. д. .)

Если бы мы пошли по пути, то сообщение "Привет, компьютер 5.6.7.8!" брал с нашего компа на комп с IP адресом 5.6.7.8, получилось бы примерно так:

<ПР>
  • Сообщение будет начинаться с вершины стека протоколов на вашем компьютере и продвигаться вниз.
  • Если отправляемое сообщение длинное, каждый уровень стека, через который проходит сообщение, может разбивать сообщение на более мелкие фрагменты данных. Это связано с тем, что данные, отправляемые через Интернет (и большинство компьютерных сетей), отправляются управляемыми фрагментами.В Интернете эти фрагменты данных называются пакетами .
  • Пакеты будут проходить через прикладной уровень и переходить на уровень TCP. Каждому пакету присваивается номер порта. Порты будут объяснены позже, но достаточно сказать, что многие программы могут использовать стек TCP/IP и отправлять сообщения. Нам нужно знать, какая программа на целевом компьютере должна получить сообщение, потому что она будет прослушивать определенный порт.
  • После прохождения уровня TCP пакеты переходят на уровень IP. Здесь каждый пакет получает адрес назначения 5.6.7.8.
  • Теперь, когда у наших пакетов сообщений есть номер порта и IP-адрес, они готовы к отправке через Интернет. Аппаратный уровень заботится о преобразовании наших пакетов, содержащих буквенный текст нашего сообщения, в электронные сигналы и их передаче по телефонной линии.
  • На другом конце телефонной линии ваш интернет-провайдер имеет прямое подключение к Интернету. Маршрутизатор провайдера проверяет адрес назначения в каждом пакете и определяет, куда его отправить. Часто следующей остановкой пакета является другой маршрутизатор. Подробнее о маршрутизаторах и интернет-инфраструктуре позже.
  • В конце концов пакеты достигают компьютера 5.6.7.8. Здесь пакеты начинаются с нижней части стека TCP/IP целевого компьютера и идут вверх.
  • По мере продвижения пакетов вверх по стеку все данные маршрутизации, добавленные стеком отправляющего компьютера (например, IP-адрес и номер порта), удаляются из пакетов.
  • Когда данные достигают вершины стека, пакеты снова собираются в исходную форму: "Привет, компьютер 5.6.7.8!"

    • Сетевая инфраструктура

    Теперь вы знаете, как пакеты передаются с одного компьютера на другой через Интернет. Но что между ними? Из чего на самом деле состоит Интернет? Давайте посмотрим на другую диаграмму:

    Диаграмма 3

    Здесь мы видим диаграмму 1, перерисованную с большей детализацией. Физическое подключение через телефонную сеть к интернет-провайдеру было несложно догадаться, но помимо этого могло быть какое-то объяснение.

    У поставщика услуг Интернета есть пул модемов для своих клиентов с коммутируемым доступом. Это управляется каким-либо компьютером (обычно выделенным), который управляет потоком данных от модемного пула к магистральному или выделенному маршрутизатору. Эту настройку можно назвать сервером портов, поскольку она «обслуживает» доступ к сети. Здесь также обычно собирается информация об оплате и использовании.

    После того как ваши пакеты проходят через телефонную сеть и локальное оборудование вашего интернет-провайдера, они перенаправляются на магистральную сеть интернет-провайдера или на магистральную сеть, у которой интернет-провайдер покупает полосу пропускания. Отсюда пакеты обычно проходят через несколько маршрутизаторов и по нескольким магистралям, выделенным линиям и другим сетям, пока не найдут пункт назначения — компьютер с адресом 5.6.7.8. Но было бы неплохо, если бы мы знали точный маршрут, по которому наши пакеты проходят через Интернет? Как оказалось, способ есть.

    Интернет-инфраструктура

    Магистральная сеть Интернета состоит из множества крупных сетей, которые соединяются друг с другом. Эти крупные сети известны как поставщики сетевых услуг или NSP. Одними из крупных NSP являются UUNet, CerfNet, IBM, BBN Planet, SprintNet, PSINet и другие. Эти сети взаимодействуют друг с другом для обмена пакетным трафиком. Каждый NSP должен подключаться к трем точкам доступа к сети или NAP. В точках NAP пакетный трафик может переходить из одной магистрали NSP в магистральную сеть другого NSP. NSP также соединяются на городских биржах или MAE. MAE служат той же цели, что и NAP, но находятся в частной собственности. NAP были первоначальными точками подключения к Интернету. И NAP, и MAE называются точками обмена интернет-трафиком или IX. NSP также продают полосу пропускания более мелким сетям, таким как интернет-провайдеры и более мелкие поставщики полосы пропускания. На рисунке ниже показана эта иерархическая инфраструктура.

    Диаграмма 4

    Это не точное представление реального фрагмента Интернета. Диаграмма 4 предназначена только для демонстрации того, как поставщики сетевых услуг могут взаимодействовать друг с другом и более мелкими интернет-провайдерами. Ни один из компонентов физической сети не показан на диаграмме 4 так, как на диаграмме 3. Это связано с тем, что магистральная инфраструктура отдельного NSP сама по себе представляет собой сложный рисунок. Большинство поставщиков сетевых услуг публикуют карты своей сетевой инфраструктуры на своих веб-сайтах, и их легко найти. Нарисовать реальную карту Интернета было бы почти невозможно из-за его размера, сложности и постоянно меняющейся структуры.

    Иерархия интернет-маршрутизации

    Как же пакеты попадают в Интернет? Каждый ли компьютер, подключенный к Интернету, знает, где находятся другие компьютеры? Пакеты просто «рассылаются» на каждый компьютер в Интернете? Ответ на оба предыдущих вопроса — «нет».Ни один компьютер не знает, где находятся другие компьютеры, и пакеты не отправляются каждому компьютеру. Информация, используемая для доставки пакетов к месту назначения, содержится в таблицах маршрутизации, хранящихся на каждом маршрутизаторе, подключенном к Интернету.

    Маршрутизаторы — это коммутаторы пакетов. Маршрутизатор обычно подключается между сетями для маршрутизации пакетов между ними. Каждый маршрутизатор знает о своих подсетях и используемых ими IP-адресах. Маршрутизатор обычно не знает, какие IP-адреса находятся «над ним». Изучите диаграмму 5 ниже. Черные ящики, соединяющие магистрали, — это маршрутизаторы. Более крупные магистрали NSP наверху подключаются к NAP. Под ними несколько подсетей, а под ними еще подсетей. Внизу две локальные сети с подключенными компьютерами.

    Диаграмма 5

    Когда пакет поступает на маршрутизатор, маршрутизатор проверяет IP-адрес, помещенный туда уровнем протокола IP на исходном компьютере. Маршрутизатор проверяет свою таблицу маршрутизации. Если сеть, содержащая IP-адрес, найдена, пакет отправляется в эту сеть. Если сеть, содержащая IP-адрес, не найдена, маршрутизатор отправляет пакет по маршруту по умолчанию, обычно вверх по магистральной иерархии к следующему маршрутизатору. Будем надеяться, что следующий маршрутизатор будет знать, куда отправить пакет. Если это не так, пакет снова направляется вверх, пока не достигнет магистрали NSP. Маршрутизаторы, подключенные к магистралям NSP, содержат самые большие таблицы маршрутизации, и здесь пакет будет перенаправлен на правильную магистраль, откуда он начнет свое путешествие «вниз» через все более и более мелкие сети, пока не найдет пункт назначения.

    Доменные имена и разрешение адресов

    Многие компьютеры, подключенные к Интернету, содержат часть базы данных DNS и программное обеспечение, позволяющее другим пользователям получать к ней доступ. Эти компьютеры называются DNS-серверами. Ни один DNS-сервер не содержит всю базу данных; они содержат только его подмножество. Если DNS-сервер не содержит доменного имени, запрошенного другим компьютером, DNS-сервер перенаправляет запрашивающий компьютер на другой DNS-сервер.

    Диаграмма 6

    Служба доменных имен имеет иерархическую структуру, аналогичную к иерархии IP-маршрутизации. Компьютер, запрашивающий разрешение имени, будет перенаправлен «вверх» по иерархии до тех пор, пока не будет найден DNS-сервер, способный разрешить доменное имя в запросе. На рис. 6 показана часть иерархии. В верхней части дерева находятся корни доменов. Некоторые из старых, более распространенных доменов видны вверху. Что не показано, так это множество DNS-серверов по всему миру, которые формируют остальную часть иерархии.

    При настройке подключения к Интернету (например, для локальной сети или удаленного доступа к сети в Windows) в процессе установки обычно указываются один первичный и один или несколько вторичных DNS-серверов. Таким образом, любые интернет-приложения, которым требуется разрешение доменных имен, смогут работать правильно. Например, когда вы вводите веб-адрес в свой веб-браузер, браузер сначала подключается к вашему основному DNS-серверу. После получения IP-адреса для введенного вами доменного имени браузер подключается к целевому компьютеру и запрашивает нужную веб-страницу.

    Проверить — отключить DNS в Windows Если вы используете Windows 95/NT и имеете доступ к Интернету, вы можете просмотреть свой DNS сервер(ы) и даже отключить их.

    Если вы используете удаленный доступ к сети:
    Откройте окно удаленного доступа к сети (которое можно найти в проводнике Windows под дисководом компакт-дисков и над сетевым окружением). Щелкните правой кнопкой мыши свое подключение к Интернету и выберите «Свойства». Внизу окна свойств подключения нажмите Настройки TCP/IP. кнопка.

    Если у вас есть постоянное подключение к Интернету:
    щелкните правой кнопкой мыши Сетевое окружение и выберите Свойства. Щелкните Свойства TCP/IP. Выберите вкладку Конфигурация DNS вверху.

    Теперь вы должны посмотреть на IP-адреса ваших DNS-серверов. Здесь вы можете отключить DNS или установить для своих DNS-серверов значение 0.0.0.0. (Сначала запишите IP-адреса ваших DNS-серверов. Возможно, вам также придется перезагрузить Windows.) Теперь введите адрес в веб-браузере. Браузер не сможет разрешить доменное имя, и вы, вероятно, получите неприятное диалоговое окно, объясняющее, что DNS-сервер не найден. Однако, если вы введете соответствующий IP-адрес вместо имени домена, браузер сможет получить нужную веб-страницу. (Используйте ping для получения IP-адреса перед отключением DNS.) Другие операционные системы Microsoft аналогичны.

    Пересмотр интернет-протоколов

    Как упоминалось ранее в разделе о стеках протоколов, можно предположить, что в Интернете используется множество протоколов. Это верно; существует множество протоколов связи, необходимых для работы Интернета.К ним относятся протоколы TCP и IP, протоколы маршрутизации, протоколы управления доступом к среде, протоколы прикладного уровня и т. д. В следующих разделах описаны некоторые из наиболее важных и часто используемых протоколов в Интернете. Сначала обсуждаются протоколы более высокого уровня, а затем протоколы более низкого уровня.

    Когда вы вводите URL-адрес в веб-браузере, происходит следующее:

    Протоколы приложений: SMTP и электронная почта

    Когда вы открываете почтовый клиент для чтения электронной почты, обычно происходит следующее:

    <ПР>
  • Почтовый клиент (Netscape Mail, Lotus Notes, Microsoft Outlook и т. д.) открывает соединение со своим почтовым сервером по умолчанию. IP-адрес или доменное имя почтового сервера обычно настраиваются при установке почтового клиента.
  • Почтовый сервер всегда будет передавать первое сообщение, чтобы идентифицировать себя.
  • Клиент отправит команду SMTP HELO, на которую сервер ответит сообщением 250 OK.
  • В зависимости от того, проверяет ли клиент почту, отправляет почту и т. д., соответствующие SMTP-команды будут отправлены на сервер, который ответит соответствующим образом.
  • Эта транзакция запроса/ответа будет продолжаться до тех пор, пока клиент не отправит SMTP-команду QUIT. Затем сервер попрощается, и соединение будет закрыто.

    • Протокол управления передачей

    Под прикладным уровнем в стеке протоколов находится уровень TCP. Когда приложения открывают соединение с другим компьютером в Интернете, отправляемые ими сообщения (используя определенный протокол прикладного уровня) передаются по стеку на уровень TCP. TCP отвечает за маршрутизацию протоколов приложений к правильному приложению на целевом компьютере. Для этого используются номера портов. Порты можно рассматривать как отдельные каналы на каждом компьютере. Например, вы можете просматривать веб-страницы, читая электронную почту. Это связано с тем, что эти два приложения (веб-браузер и почтовый клиент) использовали разные номера портов. Когда пакет поступает на компьютер и продвигается вверх по стеку протоколов, уровень TCP решает, какое приложение получит пакет, основываясь на номере порта.

    TCP работает следующим образом:

    <УЛ>
  • Когда уровень TCP получает данные протокола прикладного уровня сверху, он сегментирует их на управляемые «фрагменты», а затем добавляет к каждому «фрагменту» заголовок TCP с определенной информацией TCP. Информация, содержащаяся в заголовке TCP, включает номер порта приложения, которому необходимо отправить данные.
  • Когда уровень TCP получает пакет от нижележащего уровня IP, уровень TCP удаляет данные заголовка TCP из пакета, при необходимости выполняет некоторую реконструкцию данных, а затем отправляет данные нужному приложению, используя номер порта. из заголовка TCP.

    • TCP не является текстовым протоколом. TCP — это ориентированная на соединение, надежная служба потока байтов. Ориентированность на соединение означает, что два приложения, использующие TCP, должны сначала установить соединение перед обменом данными. TCP надежен, потому что для каждого полученного пакета отправителю отправляется подтверждение доставки. TCP также включает в свой заголовок контрольную сумму для проверки полученных данных на наличие ошибок. Заголовок TCP выглядит следующим образом:

    Диаграмма 7

    Обратите внимание, что здесь нет места для IP-адреса в заголовке TCP. Это потому, что TCP ничего не знает об IP-адресах. Задача TCP заключается в надежной передаче данных уровня приложения от приложения к приложению. Задача передачи данных от компьютера к компьютеру — это работа IP.

    Проверьте это — общеизвестные номера интернет-портов Ниже перечислены номера портов для некоторых наиболее часто используемых интернет-сервисов.

    Интернет-протокол

    В отличие от TCP, IP является ненадежным протоколом без установления соединения. IP не важно, дойдет ли пакет до адресата или нет. IP также не знает о соединениях и номерах портов. Работа IP также заключается в отправке и маршрутизации пакетов на другие компьютеры. IP-пакеты являются независимыми объектами и могут поступать не по порядку или вообще не поступать. Задача TCP состоит в том, чтобы убедиться, что пакеты прибывают и находятся в правильном порядке. Единственное, что у IP общего с TCP, — это то, как он получает данные и добавляет свою собственную информацию заголовка IP к данным TCP. Заголовок IP выглядит следующим образом:

    Диаграмма 8

    Выше мы видим IP-адреса отправителя и принимающие компьютеры в заголовке IP. Ниже показано, как выглядит пакет после прохождения через прикладной уровень, уровень TCP и уровень IP. Данные прикладного уровня сегментируются на уровне TCP, добавляется заголовок TCP, пакет передается на уровень IP, добавляется заголовок IP, а затем пакет передается через Интернет.

    Подведение итогов

    Теперь вы знаете, как работает Интернет. Но как долго он будет оставаться таким?Версия IP, используемая в настоящее время в Интернете (версия 4), позволяет использовать только 232 адреса. В конце концов свободных IP-адресов не останется. Удивлен? Не волнуйтесь. IP версии 6 в настоящее время тестируется на исследовательской базе консорциумом исследовательских институтов и корпораций. И после этого? Кто знает. Интернет прошел долгий путь с момента его создания в качестве исследовательского проекта министерства обороны. Никто на самом деле не знает, чем станет Интернет. Однако одно можно сказать наверняка. Интернет объединит мир, как никакой другой механизм. Информационная эра в самом разгаре, и я рад быть ее частью.

    Рус Шулер, 1998 г.
    Обновления 2002 г.

    Ресурсы

    Ниже приведены некоторые интересные ссылки, связанные с некоторыми обсуждаемыми темами. (Надеюсь, они все еще работают. Все открываются в новом окне.)

    Библиография

    Следующие книги являются отличным источником информации и очень помогли в написании этой статьи. Я считаю, что книга Стивенса является лучшим справочником по TCP/IP и может считаться библией Интернета. Книга Шелдона охватывает гораздо более широкий круг вопросов и содержит огромное количество информации о сетях.

    Читайте также: