Лекция №1
Узнай большее о сетях
Начнем с определения компьютерной сети.
Компьютерная сеть – это комбинация аппаратных средств, ПО и кабельной системы, которые объединяют несколько компьютерных устройств таким образом, чтобы они могли связаться друг с другом.
В современном мире за счёт использования сетей мы связаны друг с другом как никогда раньше. Люди с творческими идеями могут немедленно связаться с другими нужными людьми, чтобы воплотить свои идеи в реальность. Новости и открытия становятся известными во всем мире в считанные секунды. Люди могут играть в игры с друзьями, которые находятся на других континентах.
Сети объединяют людей и способствуют спонтанному общению. Каждый может подключиться, поделиться информацией и внести свой вклад.
Достижения в сетевых технологиях, пожалуй, являются одними из самых значительных изменений в мире. Они помогают создать мир, в котором границы стран, расстояния и физические ограничения перестают иметь значение и составляют все меньше препятствий.
Интернет изменил способ социального, коммерческого, политического и личного взаимодействия. Непосредственный характер коммуникаций через Интернет способствует созданию глобальных сообществ. Глобальные сообщества создают возможность социального взаимодействия независимо от местоположения или часового пояса. Создание интернет-сообществ для обмена идеями и информацией может повысить возможности по всему миру.
Сети изменили способ, с помощью которого мы учимся. Надёжные и устойчиво работающие сети поддерживают и улучшают среду для обучения. С их помощью можно предоставлять учебные материалы в самых разных форматах, включая интерактивные занятия, контрольные работы и обратную связь.
Глобализация Интернета привела к возникновению новых форм общения, которые дают людям возможность создания информации, к которой может получить доступ глобальная аудитория. (СМС, Социальные сети, Блоги).
В деловом мире сети передачи данных первоначально использовались для управления финансовой информацией, информацией о заказчике и системой начисления заработной платы. Эти коммерческие сети развивались и делали возможным предоставление различных типов информационных услуг, таких как электронная почта, видео, обмен сообщениями и телефония.
Широкое распространение Интернета в индустрии развлечений и туризма расширяет возможности получения наслаждений и обмена самыми разными формами отдыха независимо от их местоположения. Можно интерактивно посещать места, которые раньше были для нас недоступны, а также планировать с помощью Интернета реальные поездки. Путешественники могут размещать истории и фотоснимки своих приключений в Интернете для других пользователей.
Сетевые инфраструктуры могут в значительной мере отличаться по следующим критериям:
· Размер обслуживаемой территории;
· Количество подключённых пользователей;
· Число и типы доступных сервисов.
Два наиболее распространённых типа сетевой инфраструктуры:
Локальная сеть (LAN) — сетевая инфраструктура, которая обеспечивает доступ пользователям и оконечным устройствам в небольшой географической области.
Основные компоненты LAN:
· Локальные сети связывают оконечные устройства в ограниченной области, например, в доме, школе, офисном здании или комплексе зданий.
· Локальная сеть обычно администрируется одной организацией или частным лицом. Администратор управляет политикой безопасности и контролем доступа на сетевом уровне.
· Локальные сети предоставляют высокоскоростной доступ к внутренним оконечным и промежуточным устройствам.
Глобальная сеть (WAN) — сетевая инфраструктура, которая предоставляет доступ к другим сетям на обширной географической области.
Основные компоненты WAN
WAN связывают локальные сети в обширных географических областях, таких как города, регионы, страны или континенты.
Управление глобальными сетями обычно осуществляется различными операторами связи.
Глобальные сети обычно обеспечивают более низкоскоростные соединения между локальными сетями.
К другим типам сетей относятся:
· Муниципальная сеть (MAN);
· Беспроводная локальная сеть (LAN);
· Сеть хранения данных (SAN);
Все компьютеры, подключённые к сети и непосредственно участвующие в обмене данными, классифицируются как узлы или оконечные устройства. Узлы могут принимать и отправлять сообщения по сети. В современных сетях компьютерные узлы могут работать как клиент, сервер или, как и то, и другое. Роль компьютера в сети определяется программным обеспечением.
Серверы – это узлы с установленным программным обеспечением, позволяющим предоставлять другим сетевым узлам информацию (например, доступ к электронной почте или веб-страницам). Для работы каждой службы необходимо отдельное серверное программное обеспечение. Например, для работы веб-служб в сети на узле должно быть установлено ПО веб-сервера.
Клиенты — это компьютерные узлы с установленным программным обеспечением, позволяющим запрашивать и отображать полученную с сервера информацию. Примером клиентского программного обеспечения является веб-браузер, например, Internet Explorer.
Обычно клиентское и серверное программное обеспечение запускается на разных компьютерах, но такую функцию может выполнять и один компьютер. В небольших корпоративных и домашних сетях многие компьютеры работают и как серверы, и как клиенты. Такие сети называются одноранговыми.
Простейшая одноранговая сеть состоит из двух компьютеров, непосредственно подключенных друг к другу с помощью проводной или беспроводной связи.
Кроме того, можно соединить несколько ПК и создать более крупную одноранговую сеть, но для этого потребуется сетевое устройство, например, концентратор.
Основной недостаток одноранговой среды состоит в том, что при одновременной работе в качестве клиента и сервера узел работает медленнее.
В крупных корпоративных сетях с большим объёмом сетевого трафика часто приходится устанавливать специализированные серверы, способные одновременно обрабатывать несколько запросов.
Инфраструктура сети — это платформа, поддерживающая конкретную сеть. Она выполняет роль стабильного и надежного канала для передачи данных.
Инфраструктура сети включает в себя три категории компонентов сети:
· Устройства;
· Среда;
· Сервисы.
Устройства и среда — это физические элементы или оборудование сети. Оборудование часто является видимой частью сетевой платформы — ноутбук, ПК, коммутатор, маршрутизатор, точка беспроводного доступа или кабели, используемые для соединения устройств.
Компоненты сети используются для предоставления сервисов и процессов. Это коммуникационные программы, называемые программным обеспечением, которые работают на сетевых устройствах. Сетевой сервис предоставляет данные в ответ на запрос. Сервисы включают в себя множество сетевых приложений, которые люди используют ежедневно, например, сервисы электронной почты и сервисы веб-хостинга для веб-сайтов.
Сетевые устройства, с которыми пользователи знакомы лучше всего, называются оконечными устройствами или узлами. Эти устройства образуют интерфейс между пользователями и коммуникационной сетью, которая предоставляет связь.
К оконечным устройствам относятся компьютеры, сетевые принтеры, VoIP-телефоны, терминальное оборудование и др.
Узел является либо источником, либо адресатом сообщения, передаваемого по сети. Чтобы отличать один узел от других, каждому узлу в сети назначен адрес. Когда узел инициирует взаимодействие, он использует адрес узла назначения, чтобы определить, куда должно быть направлено сообщение.
Промежуточные устройства служат для соединения оконечных устройств. Они соединяют отдельные узлы с сетью и могут соединять несколько отдельных сетей для создания объединенной сети.
К промежуточным сетевым устройствам относятся устройства доступа к сети (коммутаторы и точки беспроводного доступа), устройства сетевого взаимодействия (маршрутизаторы), устройства безопасности (аппаратные межсетевые экраны).
Хотя есть преимущества в использовании LAN или WAN, большинству людей необходима связь с ресурсом в другой сети, за пределами локальной сети в рамках дома, сети учебного заведения или организации. Для этого используется Интернет.
Существует множество различных способов подключения пользователей и организаций к Интернету.
Стандартные варианты подключения для пользователей:
· Кабельное подключение – данные передаются по тому же кабелю, который используется для передачи сигналов кабельного телевидения. Этот способ обеспечивает высокую пропускную способность и постоянный доступ к сети;
· DSL – цифровая абонентская линия, обеспечивающая подключение к интернету с высокой пропускной способностью и постоянным доступом к сети. Использует телефонные линии связи;
· Сотовая связь – используется для доступа в Интернет мобильная сеть. Производительность будет ограничена телефоном и базовой станцией, к которой он подключен;
· Спутниковая связь – это спутниковые интернет-каналы. Можно использовать в районах, где нет других способов подключения
· Телефоны коммутируемого доступа – экономичный вариант подключения. Используется любой вариант подключения. Низкая пропускная способность недостаточная для передачи большого объема данных.
Развитие технологий позволяет нам объединить эти разные типы сетей в единую платформу, далее именуемую «конвергентная сеть». В отличие от выделенных сетей конвергентные системы могут передавать голос, потоковое видео, текст и графические изображения между множеством различных типов устройств по одному и тому же каналу связи, и структуре сети. Ранее бывшие различными формы связи сошлись на общей платформе. Эта платформа предоставляет доступ к широкому диапазону альтернативных и новых способов коммуникации, которые позволяют сотрудникам взаимодействовать друг с другом напрямую практически мгновенно.
В такой сети по-прежнему существует много контактных точек и много специализированных устройств, таких как персональные компьютеры, телефоны, телевизоры и планшетные компьютеры, но есть общая сетевая инфраструктура. Сетевая инфраструктура использует один и тот же набор правил, соглашения и стандарты реализации.
По мере развития сетей становится очевидным, что для удовлетворения потребностей пользователей архитектуры должны соответствовать четырем основным требованиям.
· Устойчивость к сбоям;
· Масштабируемость;
· Качество обслуживания (QoS);
· Безопасность.
Сетевая безопасность является неотъемлемой частью компьютерных сетей, независимо от их масштабов: начиная с домашней сети, где к Интернету подключён лишь один компьютер, до корпоративной сети, насчитывающей тысячи пользователей. Обеспечение сетевой безопасности должно принимать во внимание существующие среды, а также инструменты и требования сети. Оно должно обеспечивать безопасность данных, и в то же время предоставлять качество обслуживания, в соответствии с требованиями к сети.
К обеспечению безопасности сети относятся протоколы, технологии, устройства, инструменты и методы обеспечения безопасности данных и снижения последствий угроз. Многие внешние угрозы для безопасности сети сегодня распространяются через Интернет. К наиболее распространенным внешним угрозам безопасности сетей относятся:
· Вирусы, черви и «троянские кони» — вредоносное ПО и произвольный код, работающий на пользовательских устройствах;
· Шпионское и рекламное ПО — ПО, устанавливаемое на пользовательское устройство и тайно собирающее сведения о пользователе;
· Атаки нулевого дня, также называемые атаками нулевого часа — осуществляются в первый день, когда об уязвимости станет известно;
· Хакерские атаки — атаки, осуществляемые пользователем, которые обладает информацией, работающей против устройств конечных пользователей или сетевых ресурсов;
· Атаки типа «отказ в обслуживании» — атаки, разработанные для снижения производительности или аварийного завершения процессов на сетевом устройстве;
· Перехват и хищение данных — атака с целью сбора частной информации из корпоративной сети;
· Кража личной информации — атака для хищения учётных данных.
При создании политики обеспечения безопасности важно учитывать и внешние, и внутренние угрозы безопасности.
Если посмотреть на то, как Интернет изменил нашу жизнь, трудно поверить, что для большинства людей он появился примерно 20 лет назад. Он действительно изменил способ, которым взаимодействуют сотрудники и организации. Например, прежде чем Интернет стал настолько широкодоступным, организации и малый бизнес в большинстве своем полагались на рынок печати, чтобы донести до потребителей информацию о своих продуктах. Компаниям трудно было определить потенциальных заказчиков, поэтому предприятия прибегали к массовым программам печатного маркетинга. Такие программы были дорогостоящими и имели различную эффективность. Сравните с тем, как можно связаться с клиентами теперь. Большинство компаний присутствуют в Интернете, где потребители могут узнать о продуктах, ознакомиться с мнениями других клиентов и оформить заказ прямо на сайте. Сайты социальных сетей устанавливают партнёрство с компаниями для продвижения продуктов и услуг. Блоггеры сотрудничают с компаниями и размещают материалы, которые выделяют из общей массы и рекомендуют продукты и услуги. Большая часть этой рекламы обращена к потенциальному пользователю, а не к массам.
По мере развития новых технологий и появления на рынке новых устройств конечных пользователей предприятия и потребители должны постоянно приспосабливаться к современным изменяющимся условиям. Сеть преобразует связи между пользователями, устройствами и информацией. Существует несколько новых тенденций в развитии сетевых технологий, которые повлияют на организации и потребителей. К некоторым основным тенденциям относятся:
· С любого устройства, к любым материалам, любым способом;
· Совместная работа через Интернет;
· Видео;
· Облачные вычисления.
Эти тенденции связаны между собой и будут постоянно связаны между собой в ближайшие годы.
Компьютерная сеть – это комбинация аппаратных средств, ПО и кабельной системы, которые объединяют несколько компьютерных устройств таким образом, чтобы они могли связаться друг с другом.
В современном мире за счёт использования сетей мы связаны друг с другом как никогда раньше. Люди с творческими идеями могут немедленно связаться с другими нужными людьми, чтобы воплотить свои идеи в реальность. Новости и открытия становятся известными во всем мире в считанные секунды. Люди могут играть в игры с друзьями, которые находятся на других континентах.
Сети объединяют людей и способствуют спонтанному общению. Каждый может подключиться, поделиться информацией и внести свой вклад.
Достижения в сетевых технологиях, пожалуй, являются одними из самых значительных изменений в мире. Они помогают создать мир, в котором границы стран, расстояния и физические ограничения перестают иметь значение и составляют все меньше препятствий.
Интернет изменил способ социального, коммерческого, политического и личного взаимодействия. Непосредственный характер коммуникаций через Интернет способствует созданию глобальных сообществ. Глобальные сообщества создают возможность социального взаимодействия независимо от местоположения или часового пояса. Создание интернет-сообществ для обмена идеями и информацией может повысить возможности по всему миру.
Сети изменили способ, с помощью которого мы учимся. Надёжные и устойчиво работающие сети поддерживают и улучшают среду для обучения. С их помощью можно предоставлять учебные материалы в самых разных форматах, включая интерактивные занятия, контрольные работы и обратную связь.
Глобализация Интернета привела к возникновению новых форм общения, которые дают людям возможность создания информации, к которой может получить доступ глобальная аудитория. (СМС, Социальные сети, Блоги).
В деловом мире сети передачи данных первоначально использовались для управления финансовой информацией, информацией о заказчике и системой начисления заработной платы. Эти коммерческие сети развивались и делали возможным предоставление различных типов информационных услуг, таких как электронная почта, видео, обмен сообщениями и телефония.
Широкое распространение Интернета в индустрии развлечений и туризма расширяет возможности получения наслаждений и обмена самыми разными формами отдыха независимо от их местоположения. Можно интерактивно посещать места, которые раньше были для нас недоступны, а также планировать с помощью Интернета реальные поездки. Путешественники могут размещать истории и фотоснимки своих приключений в Интернете для других пользователей.
Сетевые инфраструктуры могут в значительной мере отличаться по следующим критериям:
· Размер обслуживаемой территории;
· Количество подключённых пользователей;
· Число и типы доступных сервисов.
Два наиболее распространённых типа сетевой инфраструктуры:
Локальная сеть (LAN) — сетевая инфраструктура, которая обеспечивает доступ пользователям и оконечным устройствам в небольшой географической области.
Основные компоненты LAN:
· Локальные сети связывают оконечные устройства в ограниченной области, например, в доме, школе, офисном здании или комплексе зданий.
· Локальная сеть обычно администрируется одной организацией или частным лицом. Администратор управляет политикой безопасности и контролем доступа на сетевом уровне.
· Локальные сети предоставляют высокоскоростной доступ к внутренним оконечным и промежуточным устройствам.
Глобальная сеть (WAN) — сетевая инфраструктура, которая предоставляет доступ к другим сетям на обширной географической области.
Основные компоненты WAN
WAN связывают локальные сети в обширных географических областях, таких как города, регионы, страны или континенты.
Управление глобальными сетями обычно осуществляется различными операторами связи.
Глобальные сети обычно обеспечивают более низкоскоростные соединения между локальными сетями.
К другим типам сетей относятся:
· Муниципальная сеть (MAN);
· Беспроводная локальная сеть (LAN);
· Сеть хранения данных (SAN);
Все компьютеры, подключённые к сети и непосредственно участвующие в обмене данными, классифицируются как узлы или оконечные устройства. Узлы могут принимать и отправлять сообщения по сети. В современных сетях компьютерные узлы могут работать как клиент, сервер или, как и то, и другое. Роль компьютера в сети определяется программным обеспечением.
Серверы – это узлы с установленным программным обеспечением, позволяющим предоставлять другим сетевым узлам информацию (например, доступ к электронной почте или веб-страницам). Для работы каждой службы необходимо отдельное серверное программное обеспечение. Например, для работы веб-служб в сети на узле должно быть установлено ПО веб-сервера.
Клиенты — это компьютерные узлы с установленным программным обеспечением, позволяющим запрашивать и отображать полученную с сервера информацию. Примером клиентского программного обеспечения является веб-браузер, например, Internet Explorer.
Обычно клиентское и серверное программное обеспечение запускается на разных компьютерах, но такую функцию может выполнять и один компьютер. В небольших корпоративных и домашних сетях многие компьютеры работают и как серверы, и как клиенты. Такие сети называются одноранговыми.
Простейшая одноранговая сеть состоит из двух компьютеров, непосредственно подключенных друг к другу с помощью проводной или беспроводной связи.
Кроме того, можно соединить несколько ПК и создать более крупную одноранговую сеть, но для этого потребуется сетевое устройство, например, концентратор.
Основной недостаток одноранговой среды состоит в том, что при одновременной работе в качестве клиента и сервера узел работает медленнее.
В крупных корпоративных сетях с большим объёмом сетевого трафика часто приходится устанавливать специализированные серверы, способные одновременно обрабатывать несколько запросов.
Инфраструктура сети — это платформа, поддерживающая конкретную сеть. Она выполняет роль стабильного и надежного канала для передачи данных.
Инфраструктура сети включает в себя три категории компонентов сети:
· Устройства;
· Среда;
· Сервисы.
Устройства и среда — это физические элементы или оборудование сети. Оборудование часто является видимой частью сетевой платформы — ноутбук, ПК, коммутатор, маршрутизатор, точка беспроводного доступа или кабели, используемые для соединения устройств.
Компоненты сети используются для предоставления сервисов и процессов. Это коммуникационные программы, называемые программным обеспечением, которые работают на сетевых устройствах. Сетевой сервис предоставляет данные в ответ на запрос. Сервисы включают в себя множество сетевых приложений, которые люди используют ежедневно, например, сервисы электронной почты и сервисы веб-хостинга для веб-сайтов.
Сетевые устройства, с которыми пользователи знакомы лучше всего, называются оконечными устройствами или узлами. Эти устройства образуют интерфейс между пользователями и коммуникационной сетью, которая предоставляет связь.
К оконечным устройствам относятся компьютеры, сетевые принтеры, VoIP-телефоны, терминальное оборудование и др.
Узел является либо источником, либо адресатом сообщения, передаваемого по сети. Чтобы отличать один узел от других, каждому узлу в сети назначен адрес. Когда узел инициирует взаимодействие, он использует адрес узла назначения, чтобы определить, куда должно быть направлено сообщение.
Промежуточные устройства служат для соединения оконечных устройств. Они соединяют отдельные узлы с сетью и могут соединять несколько отдельных сетей для создания объединенной сети.
К промежуточным сетевым устройствам относятся устройства доступа к сети (коммутаторы и точки беспроводного доступа), устройства сетевого взаимодействия (маршрутизаторы), устройства безопасности (аппаратные межсетевые экраны).
Хотя есть преимущества в использовании LAN или WAN, большинству людей необходима связь с ресурсом в другой сети, за пределами локальной сети в рамках дома, сети учебного заведения или организации. Для этого используется Интернет.
Существует множество различных способов подключения пользователей и организаций к Интернету.
Стандартные варианты подключения для пользователей:
· Кабельное подключение – данные передаются по тому же кабелю, который используется для передачи сигналов кабельного телевидения. Этот способ обеспечивает высокую пропускную способность и постоянный доступ к сети;
· DSL – цифровая абонентская линия, обеспечивающая подключение к интернету с высокой пропускной способностью и постоянным доступом к сети. Использует телефонные линии связи;
· Сотовая связь – используется для доступа в Интернет мобильная сеть. Производительность будет ограничена телефоном и базовой станцией, к которой он подключен;
· Спутниковая связь – это спутниковые интернет-каналы. Можно использовать в районах, где нет других способов подключения
· Телефоны коммутируемого доступа – экономичный вариант подключения. Используется любой вариант подключения. Низкая пропускная способность недостаточная для передачи большого объема данных.
Развитие технологий позволяет нам объединить эти разные типы сетей в единую платформу, далее именуемую «конвергентная сеть». В отличие от выделенных сетей конвергентные системы могут передавать голос, потоковое видео, текст и графические изображения между множеством различных типов устройств по одному и тому же каналу связи, и структуре сети. Ранее бывшие различными формы связи сошлись на общей платформе. Эта платформа предоставляет доступ к широкому диапазону альтернативных и новых способов коммуникации, которые позволяют сотрудникам взаимодействовать друг с другом напрямую практически мгновенно.
В такой сети по-прежнему существует много контактных точек и много специализированных устройств, таких как персональные компьютеры, телефоны, телевизоры и планшетные компьютеры, но есть общая сетевая инфраструктура. Сетевая инфраструктура использует один и тот же набор правил, соглашения и стандарты реализации.
По мере развития сетей становится очевидным, что для удовлетворения потребностей пользователей архитектуры должны соответствовать четырем основным требованиям.
· Устойчивость к сбоям;
· Масштабируемость;
· Качество обслуживания (QoS);
· Безопасность.
Сетевая безопасность является неотъемлемой частью компьютерных сетей, независимо от их масштабов: начиная с домашней сети, где к Интернету подключён лишь один компьютер, до корпоративной сети, насчитывающей тысячи пользователей. Обеспечение сетевой безопасности должно принимать во внимание существующие среды, а также инструменты и требования сети. Оно должно обеспечивать безопасность данных, и в то же время предоставлять качество обслуживания, в соответствии с требованиями к сети.
К обеспечению безопасности сети относятся протоколы, технологии, устройства, инструменты и методы обеспечения безопасности данных и снижения последствий угроз. Многие внешние угрозы для безопасности сети сегодня распространяются через Интернет. К наиболее распространенным внешним угрозам безопасности сетей относятся:
· Вирусы, черви и «троянские кони» — вредоносное ПО и произвольный код, работающий на пользовательских устройствах;
· Шпионское и рекламное ПО — ПО, устанавливаемое на пользовательское устройство и тайно собирающее сведения о пользователе;
· Атаки нулевого дня, также называемые атаками нулевого часа — осуществляются в первый день, когда об уязвимости станет известно;
· Хакерские атаки — атаки, осуществляемые пользователем, которые обладает информацией, работающей против устройств конечных пользователей или сетевых ресурсов;
· Атаки типа «отказ в обслуживании» — атаки, разработанные для снижения производительности или аварийного завершения процессов на сетевом устройстве;
· Перехват и хищение данных — атака с целью сбора частной информации из корпоративной сети;
· Кража личной информации — атака для хищения учётных данных.
При создании политики обеспечения безопасности важно учитывать и внешние, и внутренние угрозы безопасности.
Если посмотреть на то, как Интернет изменил нашу жизнь, трудно поверить, что для большинства людей он появился примерно 20 лет назад. Он действительно изменил способ, которым взаимодействуют сотрудники и организации. Например, прежде чем Интернет стал настолько широкодоступным, организации и малый бизнес в большинстве своем полагались на рынок печати, чтобы донести до потребителей информацию о своих продуктах. Компаниям трудно было определить потенциальных заказчиков, поэтому предприятия прибегали к массовым программам печатного маркетинга. Такие программы были дорогостоящими и имели различную эффективность. Сравните с тем, как можно связаться с клиентами теперь. Большинство компаний присутствуют в Интернете, где потребители могут узнать о продуктах, ознакомиться с мнениями других клиентов и оформить заказ прямо на сайте. Сайты социальных сетей устанавливают партнёрство с компаниями для продвижения продуктов и услуг. Блоггеры сотрудничают с компаниями и размещают материалы, которые выделяют из общей массы и рекомендуют продукты и услуги. Большая часть этой рекламы обращена к потенциальному пользователю, а не к массам.
По мере развития новых технологий и появления на рынке новых устройств конечных пользователей предприятия и потребители должны постоянно приспосабливаться к современным изменяющимся условиям. Сеть преобразует связи между пользователями, устройствами и информацией. Существует несколько новых тенденций в развитии сетевых технологий, которые повлияют на организации и потребителей. К некоторым основным тенденциям относятся:
· С любого устройства, к любым материалам, любым способом;
· Совместная работа через Интернет;
· Видео;
· Облачные вычисления.
Эти тенденции связаны между собой и будут постоянно связаны между собой в ближайшие годы.
