Что такое компьютерные сети? Главные понятия.

Описание

Компьютерная сеть - система связи между двумя или более компьютерами. В более широком смысле компьютерная сеть - это система связи через кабельную или беспроводную среду, сами компьютеры разного функционального назначения и сетевое оборудование.

Для передачи информации могут быть использованы разные физические явления, как правило – разные виды электрических сигналов или электромагнитного излучения.

Средами передачи в компьютерных сетях могут быть телефонные кабели и специальные сетевые кабели: коаксиальные кабели, витые пары, волоконно-оптические кабели, радиоволны, световые сигналы.

Понимание слоев и протоколов

Сетевой протокол – набор правил для взаимодействия между компьютерами. Протоколы определяют формат, синхронизацию, последовательность и контроль ошибок. Без этих правил компьютер не видит смысла в потоке входных битов.

OSI (Open System Interconnection) модель - включает набор протоколов, определяющих и стандартизирующих процесс коммуникации данных. Модель разделяет этот процесс на 7 групп, называемых слоями.

Сетевые слои:

• Application layer (программный) - обеспечивает взаимодействие между ПО запущенным на компьютере и сетью.
• Presentation layer (Презентационный) - выполняет преобразование кода и изменение формата данных (синтаксическую трансляцию). Это транслятор сети, который контролирует, что данные есть в правильной форме для программы, которая будет их получать.
• Session layer (сессионный) – решает когда включать или выключать коммуникацию между двумя компьютерами.
• Transport layer (транспортный) - контролирует ли данные успешно отправлены и получены на двух конечных узлах. Если данные не корректны, этот слой отвечает за повторную пересылку данных.
• Network layer (сетевой) – устанавливает, обслуживает и прерывает логические и физические соединения между многими промежуточными сетями. Ответственный за транслирование (конвертацию) логических адресов или имен в физические адреса. Он выполняет функции сетевой маршрутизации и контроля потока через интерфейс компьютерной сети.
• Data-Link - обрабатывает физическую передачу, кадрирование (сборник данных в единый блок), контроль потока и контроль ошибок в течение единичной передачи данных.
• Physical layer (физический) – обеспечивает электрический или механический интерфейс для сетевого кабеля. Этот слой дает Data-Link слою способность передавать поток серий битов данных между двумя взаимодействующими системами. Передает биты перемещаемых данных.

Понимание TCP/IP и протоколов

Обобщенные группы сетевых слоев:

• Application layer (программный) - предоставляет программы для устранения сетевых проблем, передачи файлов, удаленный контроль и интернет деятельность. Также поддерживает APIs (Application Programming Interfaces), что позволяет программам, написанным для определенных операционных систем, доступ к сети.
• Transport layer (транспортный) - обеспечивает сервисы контроля потока, контроля ошибок и подтверждения интернета. Служит в качестве интерфейса для сетевых приложений.
• Internet layer (Интернет) - обеспечивает логическую, независимую от аппаратного обеспечения адресацию, так что данные могут передаваться между подсетями с разной физической архитектурой. Обеспечивает маршрутизацию, чтобы снизить трафик и поддерживает доставку по сети. Связывание физических адресов (используемых на уровне Network Access layer) с логическими адресами.
• Network Access layer (Доступ к сети) – обеспечивает интерфейс с физической сетью. Форматирует данные для передачи и адресует данные для подсети, основываясь на адресах физического аппаратного обеспечения. Обеспечивает контроль ошибок данных переданных по физической сети.

Понимание протоколов и устройств физического слоя

Физический уровень определяет электрические, временные и другие характеристики сетей, по которым биты информации передаются в виде электрических сигналов. Производительность каналов передачи данных (их полоса пропускания, время опоздания и частота ошибок) определяется разными свойствами физических носителей.

Понимание протоколов программного слоя (HTTP, FTP, Telnet)

Программный слой есть вверху набора TCP/IP протоколов. Коммуникует с более низкими слоями через TCP или UDP порты.

Понимание HTTP да WWW

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) используется для коммуникации браузера с веб-сервером. НТТР поддерживает передачу HTML документов. Для установления соединения используется протокол TCP транспорта.

НТТР отвечает за следующее:

• Установка соединения между браузером и сервером
• Установка параметров для сессии
• Обеспечивает упорядоченную передачу содержимого HTML
• Закрытие соединения с сервером
• После установки TCP соединения, браузер использует HTTP GET команду, чтобы получить веб-страницу с сервера.

UDP (User Datagram Protocol) - протокол в стеке TCP/IP, что в отличие от протокола TCP работает без установления соединения. Обмен сообщениями без подтверждения и гарантии доставки. При использовании протокола UDP ответственность за обработку ошибок и повторную передачу данных возложена на протокол уровнем выше. Эффективен для серверов, присылающих небольшие ответы большому количеству клиентов.

Инструменты для отслеживания и решения проблем (ICMP, ping, traceroute)

Ping - утилита, тестирующая сетевое соединение.

Traceroute – утилита, отслеживающая путь датаграммы (сообщения) между сетями.

ICMP (Internet Control Message Protocol) - сетевой протокол, используемый для передачи сообщений об ошибках, возникших при передаче данных. На основе этого протокола основано действие утилит ping да traceroute .

Клиент-сервер модель

Клиент-сервер - сетевая архитектура, в которой задача или сетевая нагрузка разделена между поставщиками услуг (серверами) и заказчиками (клиентами).

Сокеты, адресация IP и портов

Сетевой сокет – конечная абстрактная точка соединения в компьютерной сети.

Сокет API - Программный интерфейс для контроля и использования сетевых сокетов.

Адрес сокета - комбинация IP-адреса и номера порта.

Использование прокси-серверов

Прокси сервер - сервер (компьютер или программа), позволяющий выполнять косвенные (а черех-прокси) запросы к сетевым сервисам. Используется для доступа компьютеров из локальной сети в интернет, кэширования данных, сжатия данных, защиты локальной сети от внешнего доступа, ограничения доступа к интернету и контроля трафика, анонимного доступа.

Сервисы передачи файлов: FTP, TFTP

FTP (File Transfer Protocol) - клиент/сервер утилита и протокол, используемый для передачи файлов между двумя компьютерами в сети TCP/IP. Также может создавать и удалять директории и отображать содержимое директорий.

TFTP (Trivial File Transfer Protocol) - клиент/сервер утилита и протокол, основанный на UDP и используемый для простых операций передачи файлов.

Сервисы преобразования имен: DNS, whois

DNS (Domain Name System) - система для названия ресурсов в TCP/IP сетях.

WHOIS - сетевой протокол/сервис (основывается на протоколе TCP), что дает возможность определить владельца доменного имени/IP адресов.

Сервисы удаленного доступа: Telnet, SSH, rdesktop, VNC

Telnet - набор компонентов, предоставляющих терминальный доступ к удаленному компьютеру. Телнет-сессия требует Телнет-клиент и Телнет-сервер. Телнет также протокол, система правил, определяющая взаимодействие между Телнет-сервером и клиентом.