Как передается информация между компьютерами

Обмен информацией между компьютерами — Введение в интернет

Представим, что нам нужно отправить письмо по почте. В этот процесс вовлечено много людей, и у каждого свои обязанности: сортировка почты, регистрация письма, его отправка и доставка. У каждого звена в этой цепи свои правила работы.

В интернете тоже есть свои правила или соглашения — протоколы. Например, для выдачи адреса используется протокол IP. Он определяет, как именно даются адреса и какой у них вид. Для работы интернета используется много разных протоколов и они образуют стек TCP/IP.

В этом уроке рассмотрим, что такое стек TCP/IP и сколько в нем уровней. Также подробнее разберем транспортный уровень, который отвечает за передачу информации в сети, и познакомимся с протоколами TCP и UDP.

Стек протоколов TCP/IP

Чтобы интернет мог работать, используется сетевая модель или стек TCP/IP — набор правил, которые описывают, как компьютеры соединяются и передают информацию друг другу. Наименование модели состоит из названий двух главных протоколов:

• TCP — протокол, который описывает, как передается информация внутри сети
• IP — протокол, который описывает связь компьютеров друг с другом

Сетевая модель делится на 4 уровня, в каждом из которых применяются протоколы для работы той или иной функции:

1. Канальный уровень или Link Layer — самый низкий уровень. На этом уровне описываются протоколы, которые обеспечивают связь компьютеров в сети, обработка данных устройствами. Проводное, спутниковое, беспроводное соединения, сетевые карты и свитчи — все это относится к канальному уровню
2. Сетевой уровень или Network Layer — протоколы для взаимодействия сетей между собой. В модели TCP/IP на этом уровне используется протокол IP
3. Транспортный уровень или Transport Layer — протоколы для передачи информации. В интернете на этом уровне используются протоколы TCP и UDP, которые мы рассмотрим в этом уроке
4. Прикладной уровень или Application Layer — протоколы для связи сетевых приложений. Эти протоколы позволяют открывать сайты, смотреть онлайн-фильмы. Подробнее прикладной уровень разберем в следующих уроках

Работа приложений в сети

Передача информации в сети

Адресация устройств в сети

Физическое подключение устройств

Ethernet, IEEE 802.11, Wi-Fi

Все протоколы зависят друг от друга. Нельзя использовать сетевой уровень, если отсутствует канальный. Например, между компьютерами нет подключения, но мы хотим дать им адреса. Поэтому модель называется стеком — все уровни наслаиваются друг на друга без возможности пропустить какой-то из уровней.

В этом курсе мы уже встречались с канальным и сетевым уровнями. На первом была построена связь компьютеров друг с другом с помощью проводного и беспроводного соединения. На сетевом уровне выдаются IP-адреса и обеспечивается связь нескольких локальных сетей друг с другом.

Для передачи информации используются протоколы UDP и TCP, которые находятся на третьем уровне модели TCP/IP — транспортном.

Транспортный уровень

Транспортный протокол отвечает за транспортировку информации между компьютерами. Когда между устройствами передается большое количество информации, она разбивается на небольшие части — пакеты, которые посылаются поочередно. Компьютер собирает все пакеты вместе и проверяет их целостность по соглашениям, если это определено в протоколе.

Представьте коробки с вещами при переезде. Если вещей много, то их не поместить внутрь одной коробки, поэтому нужно больше коробок. Пакеты в интернете работают по такому же принципу. Например, видео невозможно передать в один прием из-за ограничений на канальном уровне. Поэтому информацию разбивают на несколько пакетов и передают их последовательно.

Размер информации, который можно передать в пакете, зависит от разных обстоятельств, ограничений, соглашений. Например, от способа подключения, ограничений провайдера и особенностей оборудования. В среднем это значение составляет 1500-2000 байт или 1.5-1.9 килобайта. Например, если нам нужно передать музыкальную композицию весом 5120 килобайт, то понадобится

Лекция 1 — ЭУМК по Информатике — UNREGISTERED VERSION

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи:
объединение двух рядом расположенных компьютеров посредством специального кабеля;
передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных, беспроводных или спутниковых линий связи;
объединение компьютеров в компьютерную сеть
Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим — роль пользователя этих ресурсов . В этом случае первый компьютер называется сервером , а второй — клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере- клиенте под управлением специального программного обеспечения.

Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечиваетобслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования).
Клиент (иначе, рабочая станция) — любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.
Компьютерная сеть (англ. ComputerNetWork, от net — сеть, и work — работа) — это система обмена информацией между компьютерами.

Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.
Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей.
Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.
Узлы сети бывают трёх типов:
оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;
промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;
смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.
Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией.
Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.
Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ МЕЖДУ КОМПЬЮТЕРАМИ.docx

Одна из основных потребностей человека – потребность в общении. Универсальным средством общения являются коммуникации, обеспечивающие передачу информации с помощью современных средств связи, включающих компьютер.

Обмен информацией производится по каналам передачи информации. Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Общая схема передачи информации такова: источник информации — канал связи — приемник (получатель) информации

Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации). Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени. Обычно она измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с. Иногда в качестве единицы используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с и Мбайт/с.

Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем.

Есть три основных способа организации межкомпьютерной связи:

• объединение двух рядом расположенных компьютеров через их коммуникационные порты посредством специального кабеля;

• передача данных от одного компьютера к другому посредством модема с помощью проводных, беспроводных или спутниковых линий связи;

• объединение компьютеров в компьютерную сеть.

Часто при организации связи между двумя компьютерами за одним компьютером закрепляется роль поставщика ресурсов (программ, данных и т.д.), а за другим — роль пользователя этих ресурсов. В этом случае первый компьютер называется сервером, а второй — клиентом или рабочей станцией. Работать можно только на компьютере-клиенте под управлением специального программного обеспечения. Сервер (англ. serve — обслуживать) — это высокопроизводительный компьютер с большим объёмом внешней памяти, который обеспечивает обслуживание других компьютеров путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного пользования (программ, данных и периферийного оборудования). Клиент (иначе, рабочая станция) — любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера.

Для преодоления несовместимости интерфейсов отдельных компьютеров вырабатывают специальные стандарты, называемые протоколами коммуникации. Протоколы коммуникации предписывают разбить весь объём передаваемых данных на пакеты — отдельные блоки фиксированного размера. Пакеты нумеруются, чтобы их затем можно было собрать в правильной последовательности. К данным, содержащимся в пакете, добавляется дополнительная информация примерно такого формата:

Адрес получателя — Адрес отправителя – Длина – Данные — Поле контрольной суммы

Контрольная сумма данных пакета содержит информацию, необходимую для контроля ошибок. Первый раз она вычисляется передающим компьютером. После того, как пакет будет передан, контрольная сумма повторно вычисляется принимающим компьютером. Если значения не совпадают, это означает, что данные пакета были повреждены при передаче. Такой пакет отбрасывается, и автоматически направляется запрос повторно передать пакет.

Компьютерная сеть -это система обмена информацией между компьютерами. Представляет собой совокупность трех компонент:

• сети передачи данных (включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации);

• компьютеров, взаимосвязанных сетью передачи данных;

• сетевого программного обеспечения.

Пользователи компьютерной сети получают возможность совместно использовать её программные, технические, информационные и организационные ресурсы.

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов (компьютеров, рабочих станций и др.) и соединяющих их ветвей. Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла. Узлы сети бывают трёх типов: оконечный узел (расположен в конце только одной ветви); промежуточный узел ( расположен на концах более чем одной ветви); смежный узел (такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов).

Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами. Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией.

Наиболее распространенные виды топологий сетей:

Линейная сеть. Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.

Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.

Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура. Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.

Наиболее распространённые архитектуры:

• Ethernet (англ. ether — эфир) — широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология — линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.

• Arcnet (Attached Resource Computer Network — компьютерная сеть соединённых ресурсов) — широковещательная сеть. Физическая топология — дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.

• Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) — кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов — маркера — из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.

• FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи — 100 Мбит/сек. Топология — двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети — 1000. Очень высокая стоимость оборудования.

• АТМ (Asynchronous Transfer Mode) — перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические.

При конструировании сетей используют следующие виды кабелей: неэкранированная витая пара (максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные этим кабелем, достигает 90 м. Скорость передачи информации — от 10 до 155 Мбит/с); экранированная витая пара (скорость передачи информации — 16 Мбит/с на расстояние до 300 м.); коаксиальный кабель (отличается более высокой механической прочностью, помехозащищённостью и позволяет передавать информацию на расстояние до 2000 м со скоростью 2-44 Мбит/с); волоконно-оптический кабель (идеальная передающая среда, он не подвержен действию электромагнитных полей, позволяет передавать информацию на расстояние до 10 000 м со скоростью до 10 Гбит/с.)

Проводная связь- связь, при которой сообщения передаются по проводам посредством электрических сигналов; вид электросвязи. Сообщения могут вводиться голосом и приниматься на слух (телефонная связь), передаваться и приниматься с помощью аппаратов, записывающих и воспроизводящих сообщения в виде условных знаков или букв и цифр (телеграфная связь и передача данных), в виде неподвижных 38 изображений — фотографий, чертежей, рисунков (факсимильная связь) или подвижных (телевизионных) изображений и речи абонентов (видеотелефон).

Различают дальнюю (междугородную) и местную (городскую) проводную связь. При осуществлении проводной связи используют: подземные кабели связи (реже воздушные линии связи); электронные усилители сигналов, включаемые через определённые расстояния в разрывы кабеля связи; оконечную аппаратуру, различающуюся в зависимости от вида проводной связи. В различных системах электросвязи проводная связь сочетается с радиосвязью, например радиорелейной связью и спутниковой связью (космическая связь).

Беспроводная технология используется для решения проблем, возникающих в процессе создания, расширения или модернизации компьютерных сетей предприятия. Беспроводные компьютерные сети и системы связи используются там, где установка проводных систем затруднена, невозможна или экономически невыгодна. Например, при необходимости быстрого развертывания компьютерной сети для вновь созданного отдела или филиала предприятия; при подключении к существующей сети предприятия сотрудников, выезжающих на удаленные объекты; или при создании сетей на площадях, взятых в краткосрочную аренду. В результате использования беспроводной технологии создается сеть, которая незаметно для абонентов сети интегрирует проводные и беспроводные сегменты в единую инфраструктуру.

Беспроводная технология имеет следующие преимущества:

Экономичность. При необходимости обеспечения связи между объектами, расположенными друг от друга на расстоянии более 100 метров, применение беспроводной технологии оказывается дешевле, чем стоимость дорогостоящего кабеля и строительно-монтажных работ, связанных с его прокладкой.

Оперативность. Для организации компьютерных сетей на основе беспроводной технологии не требуется выполнение длительных по времени, трудоемких и дорогостоящих монтажных работ, связанных с прокладкой кабеля. Установка и настройка аппаратуры и оборудования беспроводной связи производится быстро и безболезненно.

Подвижность. При переезде предприятия в другое помещение или здание, денежные средства, которые были потрачены на приобретение и прокладку кабеля в старом помещении становятся потерянными средствами из-за невозможности перемещения и повторного использования ранее проложенного кабеля. В отличие от проводных систем, полный комплект ранее установленной аппаратуры и оборудования беспроводной связи легко демонтируется и устанавливается на новом месте.

Легкая расширяемость. В отличие от проводных сетей, где расширение требует прокладки сетевого кабеля, расширение беспроводных сетей происходит путем подключения к сети дополнительных беспроводных устройств и их настройки по ранее установленному шаблону.

Высокая скорость передачи данных. Максимальная скорость передачи данных по беспроводным компьютерным сетям с предлагаемым оборудованием составляет свыше 100 Мбит/с, что является максимальным показателем скорости передачи данных в 100- мегабитных проводных системах.

Высокое качество связи. Работа беспроводного оборудования внутри зданий обеспечивает высокое качество связи независимо от погодных условий и атмосферных явлений.

Защита информации. Безопасность беспроводных сетей обеспечивается теми же средствами, которые используются для защиты проводных каналов: многоуровневая система защиты от несанкционированного доступа в сеть и шифрование передаваемой по сети информации.

Совместимость с проводными сетями. Использование стандартных протоколов передачи данных и доступа к сети делает беспроводные системы связи полностью совместимыми с проводными компьютерными системами. Это позволяет интегрировать в единую инфраструктуру существующую проводную сеть предприятия и вновь создаваемые беспроводные сегменты сети.

Зона покрытия. Радиус действия оборудования беспроводной связи составляет от сотен метров до 50 километров в пределах прямой видимости. Применение направленных антенн с высоким коэффициентом усиления и станций с усилителями и ретрансляторами позволяет получить устойчивую высококачественную связь на неограниченные расстояния.

Гибкость. Там, где отсутствует или недостаточно развита система проводных телекоммуникаций – например, в малонаселенной или гористой местности – беспроводная связь является единственным экономически целесообразным решением для подсоединения удаленных объектов к компьютерной сети предприятия или для организации доступа удаленных объектов к сети Интернет.

Широкие прикладные возможности. Использование беспроводной технологии значительно расширяет возможности предприятия по использованию беспроводной сети и оборудования для целей доступа к сети Интернет, экономичной телефонной связи (IPтелефонии), охраны помещений и объектов с использованием видеонаблюдения и других средств охранной и пожарной сигнализации, радиовещания с коммерческим качеством звука, систем контроля технологических процессов, систем мониторинга показателей окружающей среды и других целей, связанных с телеметрической передачей данных.

Доступность. Благодаря высокой эффективности, подвижности, легкости в установке и обслуживании и низкой стоимости, беспроводная компьютерная технология стала доступна не только крупным и средним, но и малым предприятиям.

1. Какова общая схема передачи информации?

2. Каковы основные способы организации межкомпьютерной связи?

3. Что такое компьютерная сеть?

4. Перечислите топологии сетей.

5. Что такое проводная связь?

6. Какие виды проводной связи различают?

7. Что используют при осуществлении проводной связи?

8. Для чего используется беспроводная технология?

9. Где используются беспроводные компьютерные сети и системы связи?

10.Какие преимущества имеет беспроводная технология?

Передача информации между компьютерами. Проводная и беспроводная связь

называется физический процесс (например, определенная последовательность электрических импульсов или электрические колебания определенных частот), однозначно соответствующий данному сообщению. На рис. 70 представлена схема передачи информации между источником и получателем.

Рис. 70. Схема передачи информации между источником и получателем

Конечная цель системы заключается в передаче сообщения от источника к получателю. Цель эту надо считать достигнутой, если принятое получателем сообщение В точно соответствует переданному сообщению А. Передатчик преобразует сообщение в передаваемый сигнал. Правила, по которым осуществляется преобразование сообщения в сигнал, разные в зависимости от типов сообщений и сигналов (модуляция, кодирование, манипуляция).

Линия связи или физическая среда, по которой передаются сигналы, может представлять собой кабель, т.е. набор проводов, изолированных друг от друга и находящихся в защитной оболочке, а также земную атмосферу или космическое пространство, через которые распространяются электромагнитные волны. Одна и та же линия связи может служить для реализации одного или нескольких каналов связи.

Принимаемый сигнал на выходе канала связи отличается от входного передаваемого сигнала из-за наложения помехи на полезный сигнал. Приемник осуществляет восстановление переданного источником информации сообщения по принятому сигналу. Данная операция возможна, если известно правило преобразования сообщения в сигнал. На основании этого правила вырабатывается правило обратного преобразования сигнала в сообщение (демодуляция, декодирование).

Однако система передачи информации находится под воздействием помех (шумов), которые могут исказить передаваемые по линии связи сигналы, и сообщение может быть принято получателем с искажением.

Получатель в системах передачи информации — это либо непосредственно человек, либо технические средства, связанные с человеком.

При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть. В общем случае для построения сети необходимы следующие элементы:

• — физическое (кабель) либо беспроводное (инфракрасное или радиочастотное) соединение компьютеров;
• — совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией между двумя или несколькими независимыми компьютерами, называется протоколом;
• — аппаратура передачи данных — общий термин, применяемый по отношению к аппаратным средствам, обеспечивающим соединение с сетью, например модемы, приемопередатчики и т.д.;
• — программное обеспечение, с помощью которого можно распределять ресурсы между другими компьютерами, называемое сетевой операционной системой;
• — совместно используемые ресурсы: принтеры, жесткие диски, накопители CD-ROM, DVD-ROM и т.д.;
• — программное обеспечение, с помощью которого можно получить доступ к совместно используемым ресурсам, называемое клиентским.

В зависимости от среды передачи данных различают следующие линии связи:

• — проводные (воздушные);
• — кабельные (медные и волоконно-оптические);
• — радиоканалы наземной и спутниковой связи;
• — беспроводные.

Проводные (воздушные) линии связи представляют собой провода без каких-либо изолирующих или экранирующих оплеток, проложенные между столбами и висящие в воздухе. По таким линиям связи традиционно передаются телефонные или телеграфные сигналы, но при отсутствии других возможностей эти линии используются и для передачи компьютерных данных. Скоростные качества и помехозащищенность этих линий оставляют желать лучшего. Сегодня проводные линии связи вытесняются кабельными.

Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию, состоящую из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой (рис. 71), а также волоконно-оптические кабели.

Рис. 71. Коаксиальный кабель

Скрученная пара проводов называется витой парой. Витая пара существует в экранированном варианте (рис. 72), когда пара медных проводов обертывается в изоляционный экран, и неэкранированном, когда изоляционная обертка отсутствует. Благодаря скручиванию проводов уменьшается проникновение внешних электрических помех в линию при передаче данных. Коаксиальный кабель состоит из внутренней медной жилы и оплетки, отделенной от жилы слоем изоляции. Существует несколько типов коаксиального кабеля, отличающихся характеристиками и областями применения — для локальных сетей, для глобальных сетей, для кабельного телевидения и т.п.

Коаксиальный кабель изготавливают двух видов: толстый и тонкий. Первый обеспечивает более надежную защиту от внешних помех, передает информацию на большие расстояния, но дорого стоит.

Рис. 72. Кабель на основе витой пары

Второй тип кабеля передает информацию на короткие расстояния, однако дешевле и более прост в подключении.

Волоконно-оптический кабель состоит из тонких (3-60 микрон) волокон, по которым распространяются световые сигналы. Это наиболее качественный тип кабеля — он обеспечивает передачу данных с очень высокой скоростью (до 10 Гбит/с и выше) и к тому же лучше других типов передающей среды обеспечивает защиту данных от внешних помех. Кабель требует качественного монтажа, дорог в изготовлении, сложен в установке и обслуживании.

Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (КВ, СВ и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн, для которых характерна частотная модуляция, а также диапазонах сверхвысоких частот. В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.

Беспроводные сети служат альтернативой традиционным кабельным системам. Основное отличие от кабельных систем локальной сети заключается в том, что данные между отдельными компьютерами и устройствами сети передаются не посредством проводов, а по высоконадежному беспроводному каналу. За счет использования беспроводной сети, построенной в соответствии со стандартом Wi-Fi (от англ. Wireless Fidelity — беспроводная точность), можно обеспечить гибкость и масштабируемость локальной сети, возможность легкого подключения нового оборудования, рабочих мест, мобильных пользователей вне зависимости от того, используется ли ноутбук, нетбук или традиционный персональный компьютер.

Применение технологий беспроводных сетей позволяет придать большую привлекательность той или иной фирме в глазах клиентов за счет предоставления дополнительных услуг, таких как: доступ в Интернет в конференц-зале или комнате переговоров, организация горячей точки (Hot-spot) доступа и т.д.

В компьютерных сетях сегодня применяются практически все описанные типы физических сред передачи данных, но наиболее перспективными являются волоконно-оптические. На них сегодня строятся как магистрали крупных территориальных сетей, так и высокоскоростные линии связи локальных сетей. Популярной средой является также витая пара, которая характеризуется отличным соотношением качества и стоимости, а также простотой монтажа. С помощью витой пары обычно подключают конечных абонентов сетей на расстояниях до 100 метров от концентратора. Спутниковые каналы и радиосвязь используются чаще всего в тех случаях, когда кабельные связи применить нельзя — например, при прохождении канала через малонаселенную местность или же для связи с мобильным пользователем сети.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Что называется сигналом? Нарисуйте схему передачи информации между источником и получателем.
• 2. Что представляет собой линия связи или физическая среда?
• 3. Когда образуется компьютерная сеть? Назовите элементы, необходимые для построения сети.
• 4. Что называется протоколом?
• 5. Дайте характеристику проводным линиям связи.
• 6. Какие типы кабелей вы знаете? Опишите каждый.
• 7. Каким образом образуются радиоканалы наземной и спутниковой связи?
• 8. В соответствии с каким стандартом строятся беспроводные сети? Каково достоинство беспроводных сетей? Какие среды передачи данных являются наиболее перспективными?

Модем. Единицы измерения скорости передачи данных

Модем — это устройство, преобразующее цифровые сигналы в аналоговые, которые затем передаются по телефонной линии (такой процесс называется модуляцией), и выполняющее обратное преобразование, при котором аналоговые сигналы преобразуются в цифровые (демодуляция). Таким образом, название «модем» происходит от сочетания слов «модуляция-демодуляция».

Основные характеристики модема

Скорость передачи данных измеряется в бит/с. Для обеспечения приемлемой скорости соединения необходимо, чтобы модемы пользователя и поставщика интернет-услуг работали на скорости 56 Кбит/с, что составляет максимальную пропускную способность телефонной линии. Иногда можно услышать о том, что скорость передачи данных измеряется в бодах. Такая величина указывает, сколько раз в секунду изменяется состояние сигнала, передаваемого с одного компьютера на другой. Если частота сигнала меняется 300 раз в секунду, то говорят, что скорость передачи сигнала равна 300 бод. Однако, если при каждом изменении сигнала передается не один, а, например, два бита, то скорость передачи окажется 600 бит/с. Следовательно, скорость передачи, измеряемая в бодах, меньше скорости передачи данных в бит/с.

Поддержка протоколов V.92 (модуляция). Ранее считалось, что максимальная скорость передачи данных по аналоговым линиям связи не может превышать 33,6 Кбит/с. Это так называемый закон Шеннона, открытый в 1948 г. Он определяет максимальную скорость передачи данных в канале связи, исходя из ширины его полосы пропускания и степени искажения сигнала, обусловленной различными шумами.

Несмотря на то что большинство модемов поддерживают скорость передачи данных 56 Кбит/с, следует иметь в виду, что данные с такой скоростью будут передаваться от цифровой автоматической телефонной станции (АТС) до компьютера пользователя. В обратном же направлении — от компьютера до сервера они будут передаваться со скоростью 33,6 Кбит/с.

Стандарт V.92 является современным протоколом связи, который поддерживается поставщиками интернет-услуг. Для работы по протоколу V.92 необходимо (но недостаточно), чтобы местная телефонная станция, а также АТС поставщика интернет-услуг была цифровой. В противном случае соединение по этому протоколу невозможно и необходимость приобретения модема с поддержкой именно этого протокола не имеет смысла.

По сравнению с предыдущим стандартом V.90 стандарт V.92 предусматривает три нововведения:

— увеличение скорости передачи данных.

Применение V.92 позволяет увеличить максимальную скорость передачи данных до 48 Кбит/с. Это на 40% выше скорости 33,6 Кбит/с, предусмотренной стандартом V.90. Такая высокая скорость передачи дает существенный выигрыш в таких случаях, как передача больших писем, с присоединенными файлами, загрузка информации на ftp-сервер, а также позволяет улучшить работу с интерактивными приложениями, такими как онлайновые игры;

— функцию ускоренной установки связи.

Ускоренная установка связи уменьшает время, затрачиваемое на соединение с интернет-провайдером за счет сохранения в памяти модема параметров линии от предыдущего сеанса связи. В некоторых случаях использование ускоренной установки связи может вдвое уменьшить время, необходимое на установку соединения, — с 20 секунд при использовании модема с V.90 до 10 секунд при использовании модема, поддерживающего V.92;

— функцию временного удержания соединения, которая позволяет отвечать на вызов в момент, когда линия занята модемом.

Функция временного удержания соединения позволяет отвечать на вызов в момент, когда линия занята модемом. Пользователь может ответить на телефонный вызов и разговаривать в течение времени, разрешенного интернет- провайдером без разрыва модемом связи. После завершения разговора модемы автоматически продолжат связь и пользователь может возобновить свою работу с Интернетом.

Поддержка протокола V.42 коррекции (исправления) ошибок. Под коррекцией понимается способность модемов обнаруживать ошибки, возникающие при передаче, и осуществлять повторную передачу данных, которые были повреждены.

Кратко описать функции протокола V.42 можно следующей схемой: данные, принимаемые от компьютера, разбиваются на блоки фиксированной длины — пакеты или «кадры». Каждому пакету предшествует стартовый бит, сигнализирующий о начале передачи данных, и стоповой — свидетельствующий об окончании передачи. Принимающий модем последовательно принимает каждый из кадров, а в ответ на прием последнего кадра посылает подтверждение об успешном приеме. Получив подтверждение, передающий модем начинает отправку следующей порции данных. Если в процессе приема из-за случайной ошибки пакет был поврежден, принимающий модем пошлет запрос на повторную передачу этого пакета: таким образом достигается целостность данных в процессе передачи.

Протокол коррекции ошибок V.42 совместим с протоколом MNP (Microcom Network Protocol). В частности, протокол MNP 10 предназначен для обеспечения связи между проводной и беспроводной коммуникационными системами, такими, как линии сотовой связи, междугородные линии, сельские линии. Это достигается при помощи следующих методов:

• — многократного повторения попытки установить связь;
• — изменения размера пакетов в соответствии с изменением уровня помех на линии;
• — динамического изменения скорости передачи в соответствии с уровнем помех линии.

Поддержка протокола V.44 (сжатие данных). Передающий модем следит за потоком данных и, если данные поддаются сжатию, сжимает и затем передает их через узкое место — телефонную сеть в уже упакованном виде. Принимающий модем «на лету» распаковывает данные и передает их в компьютер. Различные типы данных по-разному сжимаются: некоторые файлы уже сжаты, например архивы типа .zip, графические файлы (.gif), exe, .pdf файлы. В других случаях, например в случае передачи текстовых файлов или файлов с HTML-кодом, «модемное» сжатие позволяет получить выигрыш от нескольких процентов до 5-10 раз по сравнению с передачей данных в исходном (несжатом) виде.

Одним из преимуществ протокола V.44 является то, что пропускная способность канала передачи данных достигает 300 Кбит/с, это несколько больше, чем соответствующая характеристика предыдущего протокола V.42bis. В протоколе V.44 используются технологии сжатия без потерь, применяемые в архиваторах, работающих по алгоритму Лемпеля—Зива, рассмотренному в параграфе 2.8.

Подключение модема

Все работы по подключению дополнительных устройств к компьютеру лучше проводить, предварительно отключив сетевой кабель из розетки. Если пользовательский модем внутренний, то, в зависимости от типа, его необходимо установить в соответствующий слот на материнской плате компьютера. Если модем внешний, то с помощью соответствующего кабеля его нужно подсоединить либо к последовательному порту, либо, в зависимости от типа модема, к USB-порту компьютера. После этого с помощью телефонного кабеля (обычно он входит в комплект) нужно подсоединить модем к телефонной розетке, а телефонный аппарат — к модему. Чтобы не ошибиться, следует внимательно изучить маркировку гнезд на самом модеме. Как правило, гнездо, предназначенное для подключения модема к телефонной линии, имеет маркировку «LINE» (линия). Другой разъем обозначается «PHONE» (телефон), и в него можно вставить разъем телефона.

Рис. 73. Переходник для подключения модема к телефонной линии

Как правило, с модемом поставляется специальный кабель с разъемом RJ11 для подключения модема к телефонной линии. Следует отметить, что подобный разъем не подходит к стандартным телефонным розеткам, используемым в России. Кроме того, он имеет четыре линии, а обычная городская телефонная линия только две, поэтому для подключения модема к линии необходим специальный переходник (см. рис. 73).

Переходник можно изготовить самостоятельно из кабеля, входящего в комплект модема, и стандартного телефонного набора «вилка/розетка».

Для этого необходимо:

• — аккуратно разделить кабель на две равные части и очистить их концы от оплетки на длину 3-4 см;
• — отделить красную и зеленую жилы и очистить их от изоляции на длину 1,5 — 2 см;
• — незадействованные жилы нужно укоротить и изолировать;
• — очищенные от изоляции проводники необходимо подключить к телефонной вилке/розетке в соответствии с приводимой на рис. 74 схемой.

Таким образом, при подключении внешнего модема можно придерживаться следующей последовательности действий:

• — определить рациональный вариант размещения компьютера, модема, телефона, внешнего блока питания модема на рабочем месте;
• — отключить компьютер от сети и обеспечить его надежное заземление;
• — подключить соединительный кабель к модему и соответствующему последовательному порту компьютера и закрепить его на корпусе винтами;
• — подключить телефонный кабель к гнезду модема с надписью «LINE». Телефонную вилку вставить в телефонную розетку;
• — к гнезду модема с надписью «PHONE» подключить кабель, оканчивающийся телефонной розеткой, к которой необходимо подключить телефонный аппарат;
• — произвести установку переключателей модема в соответствии с инструкцией;
• — на удалении 30 — 40 см от корпуса компьютера зафиксировать жгут телефонных проводов на стене или ножке стола;
• — подключить внешний блок питания к модему.

Рис. 74. Схема подключения проводников к телефонной розетке

При установке внутреннего модема полезно придерживаться следующей последовательности действий:

• — отключить компьютер от сети переменного тока, вытащив вилку из розетки;
• — снять кожух компьютера;
• — выбрать один из свободных слотов на материнской плате;
• — убрать защитную планку с обратной стороны корпуса компьютера напротив выбранного слота;
• — установить плату модема в выбранный слот и убедиться, что плата до упора вошла в слот материнской платы компьютера;
• — закрепить плату модема с помощью винта, вворачиваемого в заднюю стенку корпуса компьютера;
• — поставить на место кожух и закрепить его винтами.

Все современные модемы поддерживают технологию Plug-and-Play (подключи и работай), т. е. являются самонастраивающимися. Поэтому при загрузке компьютер сам обнаружит новое устройство и попытается установить его самостоятельно либо под руководством пользователя.

Подключение USB-модема

USB-модем — устройство, подключаемое к USB-порту компьютера для соединения с Интернетом. Рассмотрим подключение USB-модема на примере модема Билайн. После подключения модема к USB-порту компьютера пользователю следует воспользоваться файлом Setup.exe , значок которого находится в папке Beeline Internet at Home.

В новый модем достаточно установить SIM-карту, которая прилагается в комплекте, и подключить к USB-порту компьютера. Программа «USB-модем Билайн» автоматически установится на компьютер и настроит соединение с Интернетом.

Преимущества USB-модемов:

• — нет необходимости заключать договор с интернет-провайдером. Беспроводной Интернет будет везде, где есть сеть, например, Билайн или МТС;
• — не нужно вызывать специалиста и ждать подключения;
• — простота инсталляции — модем не требует практически никаких действий по установке;
• — скорость — модем работает как в сети GSM (Global System for Mobile Communications — Глобальная система мобильной связи), так и в сети 3G (Third Generation Wireless — беспроводные технологии третьего поколения). Передача данных через GSM может достигать 236 Кбит/с, в сети 3G — 3,6 Мбит/с.

После появления диалогового окна Мастера установки (рис. 75) следует нажать кнопку Далее и согласиться с условиями лицензионного соглашения.

Для того чтобы подключиться к сети Интернет, достаточно выбрать меню Пуск/Подключение/ВееИпе или нажать кнопку «Подключить», расположенную на Рабочем столе.

Рис. 75. Диалоговое окно Мастера установки

Рис. 76. Мастер установки завершил свою работу

Далее Мастер установки предложит выбрать папку для установки программы. После нажатия на кнопку Далее следует подождать несколько секунд для того, чтобы программа установила файлы программы на компьютер. Итогом процесса установки станет появление диалогового окна (рис. 76), свидетельствующее об успешном окончании инсталляции программы.

Создание ящика электронной почты и настройка его параметров

Прежде чем научиться создавать ящик электронной почты, рассмотрим некоторые термины, связанные с отправкой и получением электронной корреспонденции.

Электронная почта (E-mail) — это наименование службы и предоставляемой услуги по пересылке и получению электронных сообщений по глобальной компьютерной сети.

Когда мы отправляем электронное письмо, то оно передается с использованием протокола SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — простой протокол электронной почты, который является стандартным протоколом Интернета для передачи и приема электронной почты.

Для приема сообщений используется протокол почтового отделения — POP (Post Office Protocol). Протокол, аналогичный POP, называется IMAP (Internet Message Access Protocol) — протокол доступа к электронной почте Интернета. Он обеспечивает дополнительные функции, в частности возможность провести поиск по ключевому слову, не сохраняя почту в локальной памяти, но используется редко. Для приема наших сообщений почтовая программа, установленная на компьютере, подключается к POP-серверу, пользователь при этом должен ввести логин (имя пользователя) и пароль.

Адрес электронной почты записывается по правилу Имя_пользователя@ имя_домена, например, Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

В Интернете существует много провайдеров, предлагающих услуги бесплатной почты. Из них можно выделить mail.ru, yandex.ru, rambler.ru. Процесс создания почтового ящика на разных почтовых сервисах фактически одинаков. Надо лишь зайти на сайт провайдера, предоставляющего такие услуги, найти ссылку на страницу с регистрацией и заполнить несложную форму. После регистрации следует запомнить логин и пароль к ящику, а также другие регистрационные данные, например секретный вопрос.

В качестве примера создадим свой почтовый ящик на сервисе mail.ru. Для этого перейдем на сам сайт по адресу www.mail.ru и щелкнем на ссылке Регистрация в почте (рис. 77).

Рис. 77. Ссылка Регистрация в почте на mail.ru

Далее придется заполнить анкету.

Особое внимание следует обратить на то, какое имя будет у вашего электронного почтового ящика, а также правильно составить пароль. Имя должно быть корректным, крайне нежелательно включать в него год своего рождения, имя домашнего животного, уменьшительно-ласкательные имена и т.д.

Не будем забывать, что нам предстоит общаться посредством электронной почты не только со своими друзьями, но и указывать имя своего почтового ящика

на визитках, в деловых бумагах, в резюме, при общении с работодателями, поэтому в нем не должно быть фривольности. Лучше всего, если оно будет содержать ваши инициалы и фамилию. Система регистрации будет подсказывать вам, какое имя почтового ящика уже занято, либо предлагать возможные варианты.

Пароль, безусловно, должен быть надежен, в нем недопустимо указывать известные сочетания символов на клавиатуре, например qwerty и т.п., имена собственные, названия городов, клички животных и т.п., т. е. все то, что непосредственно может ассоциироваться с вами и иметь к вам непосредственное отношение.

Лучше всего использовать сочетание букв и цифр, причем в разных регистрах. Можно использовать следующий способ: в качестве пароля указываем какое-нибудь слово или (что лучше — словосочетание или короткое предложение). Для примера «возьмем» слово «студент», но, переключившись предварительно на английскую раскладку клавиатуры, записываем его в качестве пароля уже символами, рядом стоящими на клавиатуре по правой диагонали. Тогда получается «fjp67j». Такой пароль не только будет легко запомнить, но и тяжело подобрать злоумышленникам.

Итак, заполняем анкету, подобная ситуация представлена на рис. 78.

Рис. 78. Заполнение анкеты для регистрации

Флажки в пунктах Создать личную страницу на Мой Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script и Установить программу Mail.ru Агент можно не устанавливать. Остается ввести код, указанный программой, подтвердить его, и на этом процесс регистрации заканчивается.

Пользователь попадает в свой почтовый ящик, где его ожидает первое письмо Добро пожаловать на Mail.ru. приблизительно такого содержания:

Вы стали пользователем самого большого и надежного почтового сервиса Рунета.

С сегодняшнего дня в вашем распоряжении:

• — неограниченный объем почтового ящика;
• — безопасность переписки, защита от спама и вирусов;
• — быстрая загрузка фотографий, музыки и видео — пересылка до 20 гигабайт с письмом;
• — мгновенное общение с контактами через Web-Агент в почте;
• — встроенная проверка правописания, переводчик с иностранных языков;
• — красивое оформление письма в своем стиле.

Параметры настройки будут описаны относительно почтовой службы mail.ru, и, поскольку их достаточно много, остановимся на наиболее важных.

Для изменения настроек своего почтового ящика надо щелкнуть на ссылке Настройки (почтовый ящик должен быть открыт). Появится окно, представленное на рис. 79.

Мастер писем — в этом разделе вы можете изменить имя в подписи к вашему почтовому ящику, настроить пересылку, текст автоматической подписи к отправляемым вами письмам, автоответчик.

Рис. 79. Окно Настройки

Уведомления — вы можете получать уведомления о новой почте, поступившей на ваш адрес в почтовой системе Mail.ru, на любой электронный адрес, на мобильный телефон и персональный компьютер.

Пароль — в любой момент вы можете сменить текущий пароль. Рекомендуется периодически изменять пароль с целью повышения безопасности.

Данные для восстановления пароля — если по какой-то причине вы забудете либо потеряете пароль, то его придется восстанавливать с помощью системы восстановления пароля по адресу http://win.mail.ru/cgi-bin/passremind. Однако при восстановлении системе могут понадобиться следующие данные:

• — секретный вопрос и ответ на него;
• — дополнительный электронный адрес;
• — мобильный телефон.

Таким образом, в этом разделе заранее указываются некоторые данные для восстановления пароля.

Безопасность — несколько опций, находящихся в этом разделе, позволят повысить уровень безопасности вашего почтового ящика:

• — запретить сохранять логин — сервер не будет запоминать и автоматически подставлять ваше учетное имя на странице входа в почтовую систему;
• — запретить параллельные сессии — сервер Mail.ru будет обнаруживать двух и более одновременно работающих пользователей под одним учетным именем. Если это произойдет, сервер заблокирует более раннюю сессию;
• — показывать информацию о последнем входе в систему — позволит вам узнать, когда и с какого IP-адреса происходило последнее обращение к вашему почтовому ящику.

Черный список — предназначен для «отсечения» потока нежелательных писем в ваш почтовый ящик, т. е. заранее можно составить список корреспондентов, от которых вы не хотите получать электронную почту.

Сборщик почты — если у вас имеется несколько адресов электронной почты, то следует указать почтовые сервера, с которых вы хотите забирать приходящие письма, и почтовая служба Mail.ru доставит их в ваш почтовый ящик.

Более подробную информацию о работе почтовой программы можно прочитать в Информационном центре почтовой системы Mail.ru по адресу http://www.mail.ru/pages/help/index.html.

И в заключение стоит отметить, что всегда следует корректно завершать работу с почтовой программой, а именно — обязательно нажимайте кнопку Выход. Делать это надо прежде всего для того, чтобы посторонние не могли зайти в вашу электронную почту.

Формирование адресной книги

Пользователь, активно работающий с электронной почтой, безусловно, захочет сформировать свою адресную книгу, которая (по назначению) будет похожа на обычную записную книжку, в которой мы храним адреса знакомых людей. Итак, находясь в почтовом ящике, нажмем на вкладку Адреса, что позволит перейти на страницу адресной книги на сервисе Mail.ru (рис. 80).

Рис. 80. Внешний вид Адресной книги

В настройках Адресной книги (ссылка Настройки) можно указать отображаемые поля, количество записей на странице и поставить флажок в опции Автодобавление контактов. Подобная ситуация представлена на рис. 81.

Рис. 81. Настройки Адресной книги Рис. 82. Опция Быстрое добавление

Все адреса, на которые вы отправляете письма, автоматически сохраняются в вашу адресную книгу. Эту функцию можно отключить в настройках адресной книги, сняв галочку с пункта Автодобавление контактов. Адреса, которые запомнила почтовая программа, можно посмотреть, щелкнув по ссылке Все.

Для добавления контакта следует воспользоваться опцией Быстрое добавление (рис. 82), записав данные будущего адресата в соответствующие поля. Поле «Е- mail» является обязательным для заполнения. В поле «Ник» нельзя использовать три символа: «’», «»» и «» (ники у разных адресатов могут совпадать).

Написать письмо тем людям, чьи адреса вы предварительно занесли в адресную книгу, можно двумя способами: со страницы написания письма или со страниц адресной книги — достаточно щелкнуть на адресе и выбрать ссылку Написать.

Для того чтобы отправить открытку контакту, установите галочку напротив выбранных контактов и кликните ссылку Послать открытку. Вы перейдете на страницу выбора открыток (рис. 83).

Рис. 83. Страница Поздравительные открытки

Далее следует придерживаться инструкций по отправлению открыток. Поля Отправителя и Получателей будут уже заполнены, вам останется только заполнить оставшиеся.

Чтобы удалить контакт из вашей адресной книги, находясь в почтовом ящике, пройдите на вкладку Адреса. Вы попадете на страницу со списком адресов ваших корреспондентов. Выделите галочкой соответствующие контакты в списке и нажмите ссылку Удалить над или под списком контактов.

Для того чтобы распечатать адресную книгу, нажмите на кнопку *3* над списком контактов. Перед вами откроется новое окно, в котором список контактов будет оформлен на бланке почтовой службы Mail.ru.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Для чего предназначен модем?
• 2. Перечислите и расскажите об основных характеристиках модема.
• 3. Назовите основные типы протоколов, которые поддерживают современные модемы.
• 4. Какие нововведения поддерживает протокол V.92?
• 5. Что понимают под коррекцией ошибок?
• 6. Каково назначение протокола V.44?
• 7. Каким образом подключить модем к телефонной линии?
• 8. Перечислите последовательность действий, необходимых для подключения внешнего модема.
• 9. Назовите последовательность действий, необходимых для подключения внутреннего модема.
• 10. Каковы преимущества USB-модемов?
• 11. С использованием каких протоколов происходит отправка и прием электронной почты?
• 12. По какому правилу формируется адрес электронной почты? Приведите пример.
• 13. Выполните регистрацию собственного почтового ящика на сервисе Mail.ru. Опишите процесс регистрации, сопроводив его скриншотами, отображающие ваши действия. Результат отправьте на электронную почту преподавателя.
• 14. Какие настройки почтового ящика доступны пользователю на сервисе Mail.ru? Поясните их назначение.
• 15. Каким образом происходит формирование адресной книги?