1 ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ПОБУДОВИ КОМП’ЮТЕРНИХ МЕРЕЖ

 

 1.1 Історія виникнення та розвитку комп’ютерних мереж та телекомунікацій

 

Сучасні інформаційні і телекомунікаційні технології істотно зміню­ють наше життя. Вироблення і застосування інформаційних технологій визначає роль держави у світі. Появу комп’ютерних та телекомунікаційних мереж можна розглядати як важливий крок у розширенні можливостей людини у різних сферах діяльності.

Незважаючи на те, що перші справжні комп’ю­тери з’явилися тільки в 20 столітті, історія лічи­льних пристроїв, які були попередниками комп’ю­терів, нараховує багато століть (табл. 1.1).

Таблиця 1.1 – Історія розвитку обчислювальної техніки до XX ст.

Період

Засоби та авторство

500 р. н.е.

Винайдення абака (рахівниці) – інструмента для обчислень, що складається з кісточок, на­низаних на стрижні.

1614 р.

Винайдення логарифмів шотландцем Джоном Непером.

1642 р.

 

Француз Блез Паскаль винайшов підсумовувальну машину    (рис. 1.1). У цій машині кожному десятково­му розряду відпові­дало коліщатко з нанесени­ми на нього поділками від 0 до 9.

 

Рисунок 1.1 – Підсумовувальна машина Паскаля

 

1822 р.

 

Англієць Чарльз Беббідж винайшов різницеву машину, приз­начену для розрахунків і друку великих математичних таблиць. У 1834 р. він же винайшов аналітичну машину, що робила обчислення за набором інструкцій, записаних на перфокартах.

1890 р.

Американець Герман Холлеріт побудував ста­тистичний табу­лятор.

В основу сучасних комп’ютерних мереж (КМ) покладено роботи зі створення обчислювальних мереж на основі телефонного зв’язку між електронними обчислювальними машинами в 60-х роках XX ст. Цьому передувало багато відкриттів та досліджень вчених. Створення першого телеграфного апарата П. Шилінгом, першого пишучого телеграфу С. Мор­зе та Б. Якобі. У 1866 році було прокладено кабель через Атлантичний океан. Європа й Америка були зв’язані телеграфом. Починаючи з 1866 року телеграфні лінії потягнулися в усі кінці земної кулі. В 1876 завдяки телеграфу Г. Белл винайшов телефон (рис. 1.2). Для зв’язку використову­валися телеграфні лінії. Довгий час зв’язок був аналоговим.

 

Antique Telephone

Рисунок 1.2 – Перший телефон

 

У 1895 російський вчений А. Попов здійснив першу радіопередачу на відстань 47 км, що було пов’язано з відкриттям електромагнітних хвиль Г. Герцем. Далі було встановлено радіозв’язок між материками.

У 1936 р. англієць А. Тьюрiнг розробив концепцію абстрактної об­чис­лювальної машини. "Машина Тьюрiнга" –  гіпотетичний універсальний перетворювач дискретної інформації, теоретична обчислювальна система. Тьюрiнг показав принципову можливість розв’язування автоматами будь-якої проблеми за умови можливості її алгоритмiзацiї з урахуванням операцій, що виконують автомати.

У середині 30-х років XX ст. розпочався розвиток електронного телебачення завдяки винайденню елект­ронно-променевої трубки [1].

У 1938 р. було винайдено механічний пристрій, що говорить.

У 1945 р. Джон фон Нейман розробив концепцію електронно-обчислювальної   машини   (ЕОМ),   до  пам’яті якої вводилися програми й числа, операції над числом здійснювалися по всіх його розрядах одночасно.

У 1948 р. американці Браттейн, Дж. Бардiн та У. Шоклi сконстру­ювали транзистор, за що у 1956 р. їм було присуджено Нобелівську премію.

Стала розвиватися математична теорія передавання інфор­мації, теорія ігор, з’явилися цифрові методи кодування й декодування інформації, що спричинило розвиток цифрових методів зв’язку.

У 1949 р. у США було сконструйовано перші машини-перекладачi російської мови англійською.

У СРСР  під керівництвом С. Лебедєва в 1950 р. створили першу обчислювальну електронну цифрову машину. В 1951 р. в Англії було розроблено перший промисловий комп’ютер. Гігантські машини на електронних лампах склали перше покоління комп’ютерів.

У 1953-1957 рр. групою під керівництвом Дж. Бейкуса (США) було розроблено алгоритмічну мову Фортран – "перекладач формул машинною мовою".

У 1954-1957 рр. у США створено перший комп’ютер на транзис­торах. Друге покоління комп’ютерів з’явилося, коли на зміну електронним лампам прийшли транзистори, що здатні виконувати функції 40 електрон­них ламп та ще й з більшою швидкістю, ніж вони. В результаті швидкодія машин другого покоління виросла приблизно в 10 разів порівняно з машинами першого покоління, обсяг їх пам’яті також збільшився. Одночасно із процесом заміни електронних ламп транзисторами вдоскона­лювалися методи зберігання інформації. У середині 60-х років XX ст. набуло поширення зберігання інформації на дисках.

В 1958 р. академік В. Глушков висунув ідею створення універсальної керуючої ЕОМ, що має стандартизований інтерфейс з аналоговими пристроями, а також операційну систему реального часу.

У 1959 р. у США було створено перші iнтегральнi схеми. Поява інтегральних схем започаткувала новий етап розвитку обчислювальної техніки –  народження машин третього покоління. Одна така схема, яку також називають кристалом, здатна замінити тисячі транзисторів.

У  1968 р. Д. Енгельбарт запропонував першу у світі "мишу".

У 1969 р. Кен Томпсон розробив операційну систему UNIX. Також у цьому році відбулися випробування першої глобальної мережі ARPANet, яка об’єднувала 4 університети.

         У 1971 р. з’явився перший у свiтi 4-розрядний мiкропроцесор Intel.

         У 1975 р. студенти Бiлл Гейтс i Полл Ален створили компанію Microsoft, яка в 1981 р. випустила свій перший персональний комп’ютер та першу версію MS-DOS, а через 3 роки з’явилися перші версії операцiйної оболонки Windows.

Розвиток мікроелектроніки  дав  змогу розміщати на одному кристалі

тисячі інтегрованих схем. Виникло четверте покоління ЕОМ – ЕОМ на великих інте­гральних схемах. Це епоха мікрокомп’ютерів.

У 1984 р. розпочався розвиток мережі Internet, з’явився стіль­ни­ко­вий і пейджинговий зв’язок.

У 1989 р. Т. Бернерс-Лi запропонував керiвництву Міжнародного євро­пей­ського наукового центру концепцію нової iнформацiйної системи, яку назвав World Wide Web (WWW).

На початку 1990-х рр. почали розвиватися ЕОМ п’ятого покоління– ЕОМ на надвеликих інтегральних схемах. Ці ЕОМ використовували нові рішення у архітектурі комп’ютерної системи та принципи штучного інтелекту.

У 90-х роках фірма Philips розробила формат інтерактивного ком­пакт-диска, призначений для зберігання даних на одному лазерному диску.

Електронно-обчислювальні машини можна умовно поділити на такі класи:

  • персональні комп’ютери (вартість $700 – $1.500);
  • професійні робочі станції ($5.000 – $50.000);
  • бізнес-комп’ютери або мейнфрейми ($100.000 – $500.000);
  • суперкомп’ютери (понад $1.000.000).

У табл. 1.2 наведено класифікацію поколінь обчислювальної техніки, а в табл. 1.3 – застосування та приклади обчислювальної техніки.

 

Таблиця 1.2 – Покоління обчислювальної техніки

Поко-ління

Роки

Елементна база

Швидкодія (операцій за секунду)

Обсяг оперативної пам’яті (байт)

I

40-ві – по­чаток 50-х рр. XX ст.

Електронні лампи                                                                                          

103

103

II

Середина  50-х – 60-х рр. XX ст.

Дискретні напів­про­відникові тран­зисто­ри, діоди, резистори, конденсатори  

105

105

III

1960-ті – середина 1970-их рр. XX ст.  

Інтегральні схеми                                    

107

107

IV

Із  середини 1970-х –

1980-ті рр.

Великі інтегральні схеми

109

109

V

1990 – 2012 рр.

Надвеликі  інтегральні схеми

1011

1011

 

Таблиця 1.3 – Застосування та приклади обчислювальної техніки

Поко-ління

Роки

Програмне забезпечення

Застосування

Приклади

I

1950-1960

Машинні мови            

Розрахункові за­дачі              

ЕНІАК (США), БЭСМ (СРСР)                                                 

II

1960-1970

Алгоритмічні мо­ви, диспетчерські сис­теми, пакетний режим   

Інженерні, нау­ко­ві, економічні  задання               

IBM 701 (США),  БЭСМ-6, БЭСМ-4 (СРСР)

 

         Продовження таблиці 1.3

Поко-ління

Роки

Програмне забезпечення

Застосування

Приклади

III

1970-1980

Операційні сис­те­ми, режим поділу часу               

АСК, САПР

IBM 360 (США), 

EC 1030, 1060

IV

1980-1990

Бази та банки да­­них                       

Управління кому­нікаціями АРМ, об­роблення текс­тів, гра­фіка

Сrау-2 PC IBM 386 Laptop

V

1990- 2011

Windows 95/98/NT 2000, OS/2, 2003, 7 версія

Графічні  пакети, видавниче об­роб­лення  відео.             

IBM Pentium, Apple Power PC, сервери

 

Найбільш масовими, природно, є персональні комп’ютери. Вони з’я­ви­лися на ринку засобів обчислювальної техніки на початку 80-х років            XX ст. і швидко завоювали популярність у всьому світі. Їх почали застосовувати для вирішення завдань у різних галузях людської діяльності: в економіці, фінансовій справі, наукових дослідженнях, проектуванні, керуванні. Причинами такого значного поширення ПК стали:

  • відносно невисока вартість;
  • висока надійність, компактність і простота експлуатації;
  • орієнтація на широке коло користувачів із різним рівнем підготовки;
  • можливість гнучкої зміни набору технічних засобів;
  • наявність величезної кількості різноманітних програмних засобів для різних галузей застосування.

У цей час парк ПК в усьому світі нараховував сотні мільйонів одиниць і зараз активно продовжує зростати. Найпоширенішим типом ПК (до 90 % усього ринку) є комп’ютери, засновані на моделі фірми IBM. Машини даної сім’ї виробляються багатьма фірмами за ліцензією корпорації IBM. Більшість із них мають невеликі відмінності від базової моделі й тому називаються IBM-сумісними.

Другим досить популярним типом ПК є комп’ютери Maсintosh фірми Apple. Вони за своїми показниками перевершують IBM-сумісні, але мають більшу вартість.

Найбільш відомими виробниками потужних робочих станцій є  фірми: Sun Microsystem; Silicon Graphics; Hewlett-Packard.

 

1.2 Основні поняття комп’ютерних мереж та телекомунікацій

 

Комп’ютерна мережа (КМ) – це система розподіленого оброблення інформації, яка складається з персональних комп’ютерів (ПК) та теле­комунікаційного обладнання, що взаємодіють між собою за допомогою засобів зв’язку.

Телекомунікації (ТК) – це передавання та приймання інформації канала­ми зв’язку за допомогою засобів зв’язку.

Канал зв’язку – це шлях передавання інформації.

Кожен ПК (абонент, хост) в локальній мережі називається робочою станцією або мережевим вузлом.

Об’єднання ПК в  єдину КМ забезпечують різноманітні пристрої, які називаються мережевими технічними засобами.

Структуру зв’язків між основними функціональними елементами КМ відображає топологія.

Абоненти мережі – це об’єкти, що генерують або спожи­вають інформацію в мережі. Абонентами мережі можуть бути окремі комп’ютери, комп’ютерні комплекси, термі­нали та ін. Будь-який абонент підключається до станції.

Станція – це апаратура, яка виконує функції, пов’язані з передаванням і прийманням інформації.

Сукупність абонента та станції називають абонентсь­кою системою. Враховуючи особливості реалізації або­нентських систем на основі ПК, останні також часто на­зивають станціями.

Для організації взаємодії абонентів потрібне фізичне передавальне середовище – лінії зв’язку або простір, в яко­му поширюються електричні сигнали, й апаратура пере­давання даних. На основі фізичного переда­вального середови­ща будується комунікаційна мережа, що забезпечує пере­давання інформації між абонентськими системами (рис. 1.3).

 

 

Рисунок 1.3 – Узагальнена структура комп’ютерної мережі

Архітектура мережі – це реалізована структура мережі. Функціо­наль­ними елементами мережі можуть бути як окремі пристрої, так і програмні модулі, які взаємодіють згідно з правилами – протоколами.

Мережеві програмні засоби здійснюють управління роботою комп’ютерної мережі і забезпечують відповідний інтерфейс з користува­чами.

Інтерфейс – засіб сполучення функціональних елементів мережі. Розрізняють апаратні і програмні інтерфейси.

Сервером називається вузол мережі, що обслуговує інші ПК або програмні додатки, надає їм свої ресурси, але сам не використовує їхні ресурси.

Клієнтом називається вузол мережі або програмний додаток, що використовує мережеві ресурси, але сам свої ресурси до мережі не віддає.

Робоча група – це невеликий набір об’єднаних між собою ПК.

Кожен комп’ютер, підключений до мережі, має ім’я (адресу). Комп’ютерні мережі можуть обмінюватися між собою інформацією у вигляді повідомлень. Природа цих повідомлень може бути різною (лист, програма, книга і т. п.). У загальному випадку повідомлення на шляху до абонента-одержувача проходить кілька вузлів комутації. Кожен із них, аналізуючи адресу одержувача в повідомленні і володіючи інформацією про конфігурацію мережі, обирає канал зв’язку для наступного переси­лання повідомлення. Таким чином, повідомлення “подорожує" мережею, доки не досягає абонента-одержувача.

Класифікації комп’ютерних мереж. Існує багато класифікаційних напрямків мереж, які є доволі умовними. Найчастіше КМ класифікують:

- за розмірами на: локальні та глобальні (територіально-розподілені мережі). Локальна мережа (ЛМ) зв’язує вузли мережі, що зазвичай знаходяться в одній будівлі. Глобальна  або  територіально-розподілена  мережа  (ГМ) сполучає кілька  локальних   мереж  або  ПК,   географічно   віддалених  один   від одного.  ГМ зазвичай охоплює величезні території.

Вибір комп’ютерної мережі може бути зведений до вибору її топології, протоколів, апаратних засобів і мережевого програмного забезпечення [2]. Кожен із цих компонентів є відносно незалежним. Наприклад, мережі з однаковою топологією можуть використовувати різні методи доступу, протоколи і мережеве програмне забезпечення. Це розширює можливість вибору най­більш оптимальної архітектури комп’ю­терної мережі;

- залежно від кола користувачів та призначення розрізняють такі види мереж [3]:

1) мережа зв’язку загального користування – мережа зв’язку, яку експлуатують підприємства та об’єднання зв’язку для забезпечення потреб у послугах зв’язку всіх споживачів;

2) мережа спеціального зв’язку (спеціальна мережа зв’язку) – мережа зв’язку, яка забезпечує обмін інформацією з обмеженим доступом;

3) відомча мережа зв’язку – мережа зв’язку, яку експлуатує юридич­на або фізична особа для задоволення власних потреб;

4) мережа технологічного зв’язку – відомча мережа зв’язку для обміну інформацією з метою забезпечення технологічних процесів у виробничій діяльності;

5) мережа зв’язку подвійного призначення – мережа зв’язку, яку експлуатує юридична або фізична особа для задоволення власних потреб та надання (на умовах ліцензування) послуг зв’язку всім споживачам;

6) спеціальна мережа зв’язку подвійного призначення – спеціальна мережа зв’язку, призначена для забезпечення зв’язку в інтересах органів державної влади та органів місцевого самоврядування, з використанням частини її ресурсу для надання послуг іншим споживачам;

7) Єдина національна система зв’язку – сукупність мереж зв’язку загального користування, відомчих та подвійного призначення, які забезпечують задоволення потреб споживачів (підприємств, установ, організацій, населення та ін.) у послугах зв’язку;

8) Державна система урядового зв’язку – система спеціального зв’язку, яка забезпечує передавання інформації, що містить державну таємницю, і функціонує в інтересах управління державою в мирний та воєнний час;

9) Національна система конфіденційного зв’язку – сукупність спеціальних систем (мереж) зв’язку подвійного призначення, які за допомогою криптографічних і/або технічних засобів забезпечують обмін конфіденційною інформацією в інтересах органів державної влади та органів місцевого самоврядування, створюють належні умови для їх взаємодії в мирний час та у разі впровадження надзвичайного і воєнного стану.

 

1.3 Призначення комп’ютерної мережі

 

Мережа дає можливість людям взаємодіяти один із одним, звертатися до спільно використовуваних інформаційних ресурсів, діставати доступ до даних, що зберігаються у віддалених точках. ПК, що входять до мережі, виконують доступ до мережі та надають послуги абонентам мережі. ПК, що не підключені до мережі, не мають ефективного доступу до розподі­лених ресурсів. Наприклад, у офісі з локальною мережею, яка розміщена на кількох поверхах, є один принтер, що підключений до ПК лише одного користувача мережі. Іншим користувачам, щоб роздрукувати дані, доведеться якимось чином їх передавати на комп’ютер із принтером. Така організація роботи є неефективною. Мережеві комп’ютери можуть спільно працювати з практично будь-якими пристроями, що підключаються до комп’ютерів. Отже, основне призначення комп’ютерних мереж для вирішення управлінських задач – це спільне використання ресурсів і здійснення інтерактивного зв’язку як усередині однієї фірми, так і за її межами (рис. 1.4).

 

 

 
 

Рисунок 1.4 – Призначення обчислювальної мережі

 

Ресурси являють собою дані (у т. ч. корпоративні бази даних і знань), додатки (у т. ч. різні мережеві програми), а також периферійні пристрої, такі як принтер, сканер, модем і т. п.

Завдяки наявності програм електронної пошти і плануванню робо­чого дня, співробітники ефективно взаємодіють між собою і партнерами по бізнесу, а планування і коригування діяльності всієї компанії здійснюється значно простіше.

Використання комп’ютерних мереж дозволяє:

- підвищити ефективність роботи персоналу фірми;

- знизити витрати за рахунок спільного використання даних, дорогих програмних засобів (додатків).

Значною перевагою мереж є їх здатність виконувати паралельні обчислення [4]. За рахунок цього в системі з кількома обробляючими вузлами в принципі може бути досягнуто продуктивності, що перевищує максимально можливу на даний момент продуктивність будь-якого окремого елемента.

При відмові окремих елементів КМ у мережі можуть бути перед­бачені процедури дублювання даних так, що дані залишаються доступ­ни­ми.

Для користувача КМ дають можливість гнучкого розподілу робіт всієї системи. Користувач сучасної обчислювальної мережі користується даними іншого потужного комп’ютера, що знаходиться за сотні кілометрів від нього. Він відправляє електронну пошту через модем, підключений до комунікаційного сервера, загального для кількох відділів його підприємства. У користувача створюється ілюзія, що ці ресурси підключені безпосередньо до його комп’ютера.

КМ забезпечує співробітників оперативним доступом до великої корпоративної інформації. За умов жорсткої конкурентної боротьби в будь-якому секторі ринку виграє, зрештою, та фірма, співробітники якої можуть швидко і правильно відповісти на будь-яке запитання клієнта про можливості їх продукції, умови її застосування, розв’язання будь-яких можливих проблем і т. п. Для забезпечення цих можливостей необхідна не лише наявність швидких і надійних зв’язків у корпоративній мережі, але й наявність структурованої інформації на серверах підприємства, а також можливість ефективного пошуку потрібних даних.

Використання мережі приводить до вдосконалення комунікацій, тобто до покращення процесу обміну інформацією і взаємодії між співробітниками підприємства, а також його клієнтами і постачальниками. Мережі знижують потребу підприємств в інших формах передавання інформації, таких як телефон або звичайна пошта. Часто саме можливість організації електронної пошти є основною причиною і економічним обґрунтуванням розроблення на підприємстві обчислювальної мережі.

Все більшого поширення набувають нові технології, які дозволяють передава­ти мережевими каналами зв’язку не лише комп’ютерні дані, але й голосову і відеоінформацію. Комп’ютерна мережа, яка інтегрує дані і мультимедійну інформацію, може використовуватися для організації аудіо- і відеоконференцій, крім того, на її основі може бути створена власна внутрішня телефонна мережа.

Мережа забезпечує захист конфіденційної інформації.

 

 

Контрольні запитання

                                                           

  1. Що стало підґрунтям для створення комп’ютерних мереж ?
  2. Які відкриття та дослідження передували появі комп’ютерних мереж ?
  3. Коли з’явилося перше покоління комп’ютерів? Чим відзначились ці машини ?
  4. Що спільне та що відмінне між першим та другим поколінням комп’ютерів ?
  5. Як називається перша операційна система ? Ким  вона була розробле­на ?
  6. Якою елементною базою відзначилися третє та четверте покоління комп’ютерів ?
  7. Які перспективи розвитку комп’ютерів та комп’ютерних мереж існують сьогодні ?
  8. Що таке комп’ютерна мережа ?
  9. Поясніть, що таке телекомунікації ?
  10. Що таке мережевий вузол? Яка його друга назва?
  11. Що відображає топологія?
  12. Дайте визначення архітектури мережі.
  13. Що таке інтерфейс ?
  14. Чим відрізняється глобальна мережа від локальної ?
  15. Чим зумовлюється вибір комп’ютерної мережі ?
  16. Які існують види мереж за призначенням ?
  17. Опишіть класифікацію мереж за колом користувачів.
  18. Що таке сервер ?
  19. Поясніть різницю між поняттями клієнт і сервер в мережі.
  20. Для чого потрібна мережа?
  21. Які переваги надають комп’ютерні мережі ?
  22. Що є основою будь-якої мережі ?
  23. З використанням чого описують мережу ?
  24. Які переваги надає використання мереж у практичній діяльності підприємств ?
  25. Які можливості має користувач сучасної комп’ютерної мережі ?
  26. Що відбувається при відмові окремих елементів КМ ?

 

ТестИ

 

1. В якому році було створено перший промисловий комп’ютер і де ?

1) 1965 р., США;   

2) 1873 р., Китай;    

3) 1951 р., Англія;      

4) 1999 р., Росія.

 

2. Розвиток мережі Internet розпочався:

1) 1984 р.; 

2) 1909 р.;  

3) 1987 р.;  

4) 1994 р.

 

3. Хто заснував компанію Microsoft ?

1) Бiлл Гейтс i Полл Ален;

2) Джон Кеменi i Томас Курц;     

3) Чарльз Мур;

4) Дж. Даммер.

 

4. Під керівництвом якого вченого було здійснено першу практичну радіопередачу ?

1) А. Попова;   

2) Г. Марконі;

3) Б. Розінга;

4) Є. Горіна.

 

5. В якому році було винайдено перший механічний пристрій, що говорив?

1) 1858 р.; 

2) 1978 р.;

3) 1998 р.;

4) 1938 р.

 

6. Яке покоління комп’ютерів започаткувала поява інтегральних схем ?

1) перше;   

2) третє;  

3) п’яте;    

4) друге.

 

7. Коли набуло поширення зберігання інформації на дисках ?

1) у 50-х роках XX ст.;  

2) у 60-х роках XX ст.;    

3) у 70-роках XX ст.;     

4) у 90-роках XX ст.

 

8. ЕОМ на надвеликих інтегральних схемах – це покоління:

1) п’яте;

2) третє;

3) четверте;

4) друге.

 

9. Як називають інтегральну схему ?

1) кристал;

2) рубін; 

3) транзистор; 

4) компілятор.

 

10. Четверте покоління ЕОМ – це епоха:

1) штучного інтелекту;   

2) обчислювальної техніки;  

3) мікрокомп’ютерів;  

4) транзисторів.

 

11. Комп’ютерна мережа – це:

  1. спосіб об’єднання комп’ютерів;
  2. система розподіленого оброблення інформації, що складається з ПК та телекомунікаційного обладнання, які взаємодіють між собою за допомогою засобів зв’язку;
  3. розвиток галузі інформатизації суспільства;
  4. середовище передавання та обміну даними.

 

12. Які є види комп’ютерних мереж за розмірами ?

1) соціальні;

2) локальні;

3) глобальні;

4) великомасштабні.

 

13. Локальна комп’ютерна мережа:

1) зв’язує вузли мережі, що зазвичай знаходяться в одній будівлі;

2) мала комп’ютерна мережа, що об’єднує не більше 10 комп’ю­терів;

3) комп’ютерна мережа особливого призначення;

4) різновид глобальних комп’ютерних мереж.

 

14. Які задачі розв’язуються за допомогою ПК, об’єднаних до локальної мережі ?

1) вільне розповсюдження інформації;

2) передавання файлів;

3) об’єднання комп’ютерів;

4) спільний доступ до інформації та файлів.

 

15. Що таке глобальна мережа ?

1) комп’ютерна мережа, що охоплює величезні території;

2) комп’ютерна мережа, що охоплює малу територію в межах однієї будівлі;

3) мережа Internet;

4) різновид локальної мережі.

 

19. Що таке інтерфейс ?

1) зв’язок між всіма компонентами, що обробляються;

2) засіб сполучення функціональних елементів мережі;

3) сукупність технічних та програмних засобів мережі;

4) межа розподілу кожної системи, пристроїв чи програм.

 

20. Коли було розроблено алгоритмічну мову «Фортран» ?

1) у 50-х рр. XX ст.;  

2) у 60-х рр. XX ст.;    

3) у 70-рр. XX ст.;     

4) у 80-рр. XX ст.

1.4 Роль комп’ютерних мереж та телекомунікацій в становленні інформаційного суспільства

 

Наше повсякденне життя важко уявити без досягнень обчислю­­валь­­ної техніки та телекомунікацій. Розвитку комп’ютерних мереж та телеко­му­­ні­­кацій передувало винайдення телеграфу, радіо і телефону. Об’єдну­ва­ти комп’ютери в мережі почали тільки 60-х роках XX ст., та вже зараз, завдяки вдосконаленню апаратури та програмних засобів, освічена людина може експлуатувати комп’ютерну мережу.

Зв’язок на невеликі відстані в комп’ютерній техніці існував ще до появи перших персональних комп’ютерів. До великих комп’ютерів при­­єдну­­валися численні термінали [5]. Правда, практично ніякого оброблення інформації вони не робили, і основна мета організації зв’язку полягала у тому, щоб розділити машинний час великого потужного й дорогого комп’ютера між користувачами, що працюють за цими терміналами. Це називалося режимом поділу часу, тому що великий комп’ютер послідовно в часі вирішував задання багатьох користувачів. У цьому випадку досягалося спільне використання найдорожчих у той час ресурсів – обчислювальних.

Потім були створені мікропроцесори й перші мікрокомп’ютери. З’явилася можливість розмістити комп’ютер на столі в кожного кори­сту­вача, тому що обчислювальні, інтелектуальні ресурси подешевіли. Але всі інші ресурси залишалися ще досить дорогими. Об’єднавши кілька мікрокомп’ютерів, можна було організувати спільне використання ними комп’ютерної периферії. При цьому все оброблення інформації проводи­лося на місці, але її результати передавалися на централізовані ресурси. Тут знову ж спільно використовувалося найдорожче, що є в системі, але вже зовсім по-новому. Такий режим одержав назву режиму зворотного поділу часу.

Потім з’явилися персональні комп’ютери, які відрізнялися від пер­ших мікрокомп’ютерів тим, що мали повний комплект досить розвиненої для повністю автономної роботи периферії: магнітні диски, принтери, засоби інтерфейсу користувача (монітори, клавіатури, миші й т. п.). Пери­ферія подешевіла й стала за ціною цілком порівнянною з комп’ютером.

Створення комп’ютерних мереж було викликане практичною потре­бою – мати можливість спільного використання даних. За відсутності мереж доводилося роздруковувати документи, щоб інші користувачі могли працювати з ними, чи копіювати інформацію на дискети або інші накопичувачі даних. При цьому перевагою мережі є спільне використання комп’ю­терів, даних, принтерів, модемів та інших пристроїв. Наприклад, мережа дозволяє об’єднати обсяги дисків всіх комп’ютерів, забезпечивши доступ кожного з них до всіх інших дисків як до власного. Без мережі також неможливо обійтися в тому випадку, коли необхідно забезпечити узгоджену роботу кількох комп’ютерів. Мережа дозволяє синхронізувати дії комп’ютерів, розпаралелити і відповідно прискорити процес оброблення даних.

Перші комп’ютерні мережі були невеликими і об’єднували близько десятка комп’ютерів і принтер. Технології обмежували розміри мереж, у тому числі кількість комп’ютерів у мережі та її фізичну довжину [6]. Наприклад, на початку 80-х років XX ст. найпоширеніший тип мереж складався не більше ніж із 30 ком­п’ютерів, а довжина кабелю мережі не перевищувала 185 м. Такі мережі легко розташовувалися в межах одного поверху чи будинку невеликої організації. Для маленьких фірм подібна конфігурація підходить і сьогодні. Такі мережі називаються локальними.
Проте локальні мережі не могли відповідати попотрібном великих під­при­ємств, офіси яких зазвичай розташовані в різних місцях. Коли переваги комп’ютерних мереж стали незаперечними і мережеві програмні продукти почали заповнювати ринок, то перед корпораціями для збереження їх конкурентоспроможності постало задання розширення мереж. Почали з’являтися нові стандарти, на основі локальних мереж стали створюватися великі системи. Більшість організацій отримала змогу зберігати і спільно використовувати в мережевому середовищі величезні обсяги життєво необхідних даних [6].

Сьогодні ідея з’єднання комп’ютерів за допомогою кабелю (чи безпровідного середовища) не здається нам особливо видатною, але свого часу вона ознаменувала нову віху в історії комунікацій [6].

На сучасному етапі відбувається становлення інформаційного сус­пільства. Сучасні інформаційні і телекомунікаційні технології мають вирі­шаль­ний вплив на зміни, які відбуваються в соціальній структурі сус­пільства, економіці, розвитку інститутів демократії тощо [7].

Інформаційні технології, які покладено в основу інформатизації, на рубежі XX-XXI ст. стали важливим інструментом науково-технічного і со­ціально-економічного розвитку суспільства. Вони продовжують викону­вати суттєву роль у прискоренні процесів отримання, використання і роз­повсюдження нових знань і на їх базі прийнятті оптимальних обґрун­тованих управлінських рішень, що, у свою чергу, сприяє підвищенню рівня добробуту країни [8].

Інформатизація – це організований соціально-економічний і нау­ко­во-технічний процес створення оптимальних умов із метою задоволення інформаційних потреб на основі формування і застосування інформа­ційних ресурсів за допомогою інформаційних технологій і розвиненої інфраструктури. Інформатизація здійснюється шляхом вдосконалення і щільної взаємодії процесів і технологій споживання (створення докумен­тованої інформації, методів, засобів її оброблення, пошуку, розповсюд­ження, збирання, накопичення і збереження) із процесами створення і роз­витку засобів, що повинні їх забезпечити (програмних, технічних, лінгвіс­тичних, правових, організаційних щодо забезпечення документавання інформації і виконання інформаційних процесів) [8].

Тематика інформаційного суспільства, розвитку світового ринку те­ле­комунікацій, Internetу не сходить зі сторінок провідних ділових віт­чизняних і зарубіжних журналів. Колосальні обсяги інформації, присвячені цій тематиці, доступні зараз засобами Internet. Особливо це стосується висвітлення діяльності міжнародних і національних організацій з розроб­лення і реалізації стратегій інформаційного розвитку. До найбільш цікавих джерел можна віднести Європейську Koміcію Ради Європи, Організацію економічної співпраці розвитку, Всесвітній союз зв’язку, адміністративні органи, відповідальні за побудову "інформаційної магістралі" в США, Канаді, Великобританії, Німеччині, Франції, Австралії, Японії та інших країнах. Актуальність входження України в інформаційне суспільство поступово усвідомлюється вітчизняним науковим і політичним спів­то­вариством, про що свідчить велика кількість законодавчих актів у сфері інформації [8].

 

 

1.5 Конвергенція телекомунікаційних і комп’ютерних мереж

 

Останнім часом прискорюються темпи конвергенції телекому­ні­ка­цій­них і комп’ютерних мереж. Цьому сприяє бурхливий розвиток анало­гових та цифрових систем передавання інформації. Єдині способи пере­давання аналогових та дискретних сигналів дозволяють надавати по­слуги різних служб зв’язку. Розвиваються мережі і служби на основі ІP-прото­колів.

Конвергенція – процес взаємопроникнення та об’єднання різних телекомунікаційних технологій, мереж та послуг фіксованого і рухомого (мобільного) зв’язку, що дає можливість надання та отримання широкого спектра телекомунікаційних послуг незалежно від того, до  якої телекому­ні­­каційної мережі підключено кінцеве обладнання споживача і абонентом якого оператора (провайдера) телекомунікацій він є [9].

Конвергентні послуги – об’єднані телекомунікаційні послуги фіксо­ваного (у тому числі з використанням безпроводового доступу) та рухомого (мобільного) зв’язку, включаючи голосову телефонію та передавання даних, що одночасно отримуються абонентом незалежно від його місце­знаходження з використанням одного і того ж кінцевого обладнання [9].

Конвергенція телекомунікаційних мереж йде багатьма напрямами. Перш за все, спостерігається зближення видів послуг, що надаються клієн­там. Комп’ютерні мережі спочатку розроблялися для передавання алфа­вітно-цифрової інформації або даних. Телефонні мережі і радіомережі створені для передавання лише голосової інформації, а телевізійні мережі передають голос і зображення [10].

Перша спроба створення універсальної мультисервісної мережі, здат­ної надавати різні послуги, зокрема послуги телефонії і передавання даних, привела до появи технології цифрових мереж з інтегральними послугами – ISDN. Проте розробники цієї технології орієнтувалися на рівень вимог щодо передавання даних, властивий глобальним комп’ютерним мережам 80-х років [10].

Сьогодні ж швидкість в 2 Мбіт/с, на якій відбувається підключення до мережі крупних абонентів в мережі ISDN, вже не може вважатися задовільною. На роль глобальної мультисервісної мережі нового покоління претендує Internet. Але IP-технологіям, ще належить пройти значний шлях, щоб з однаковим успіхом підтримувати послуги WWW і телефонії, архівів даних і відео на вимогу, аудіо і відеоновин, мультимедійної     пошти [10].

 

 

1.6 Тенденції розвитку телекомунікаційних технологій та комп’ютерних мереж

 

Комп’ютерні та телекомунікаційні мережі отримали дуже широке поширення. Після появи персональних комп’ютерів їх стали об’єдну­вати в мережі, що дозволило спільно використовувати ресурси мережі. Сучасні мережі великі і складні, часто потребують кваліфікованого персоналу для їх обслуговування.

Після запуску СРСР штучного супутника Землі в 50-х р. XX ст. США вирі­­ши­­ли, що на випадок війни потрібна надійна система передавання інформації. Агентство передових дослідницьких проектів США (DARPA) запропонувало розробити для цього комп’ютерну мережу. Розроблення мережі, що назвали ARPANET, було доручено університету в Лос-Анд­же­лесі. Потім мережа ARPANET почала активно розвиватися і її почали використовувати вчені різних галузей науки [11].

На початку 70-х рр. XX ст. була розроблена перша програма для відправлення електронної пошти мережею. До мережі були підключені телефон­ним кабелем перші організації з Великобританії та Норвегії, де мережа стала міжнародною.

У 1983 р. мережа ARPANET перейшла на протокол TCP / IP і стала називатися Internet.

У 1984 році у США заснували велику мережу National Science Foundation Network (NSFNet), яка була сформована з нерозвинених мереж. До цієї мережі за рік підключилися приблизно 15 тис. комп’ютерів, назва «Internet» почала переходити до NSFNet.

У 1988 році було винайдено протокол Internet Relay Chat (IRC), завдяки чому в мережі Internet стало можливе спілкування в реальному вигляді.

У 1989 з’явилася всесвітня павутина WWW, заснована на протоколі передавання даних HTTP.

У 1990 р. мережа ARPANET припинила своє існування, програвши конкуренцію NSFNet. У тому ж році було зафіксовано перше підключення до Internet телефонною лінією.

У 1991 р. Всесвітня павутина стала розвиненою і доступною в Internet.

У 1995 р. NSFNet повернулася до ролі дослідницької мережі, планом всього трафіку Internet тепер займалися мережеві провайдери, а не суперкомп’ютери Національного наукового фонду.

У тому ж році Всесвітня павутина стала головним постачаль­ником інформації в комп’ютерні мережі, обігнавши за обсягом трафіку протокол пересилання файлів FTP. З 1996 р. WWW деякою мірою підмінила собою поняття «Internet».

Наразі кількість користувачів, які регулярно використовують Internet, перевищила чверть земного населення.

У даний час підключитися до локальних мереж можна через супут­ники зв’язку, кабельне телебачення, радіосигнал, телефон, стільниковий зв’язок, спеціальні оптоволоконні лінії або електропровід.

На сьогодні більше 80 % об’єднані в комп’ютерні мережі, почина­ю­чи від малих локальних мереж до глобальних мереж Internet.

Телекомунікації відіграють важливу роль у суспільстві, забезпе­чуючи оперативне або інтерактивне (діалогове) пересилання інформації у процесі соціальної та економічної діяльності суспільства. Недостатній розвиток телекомунікацій знижує конкурентоздатність економіки України та стоїть на заваді перспективам її розвитку. Розвиток телекомунікацій повинен здійснюватися випереджувальними темпами порівняно із загальними темпами розвитку економіки. Повільні темпи розвитку телеко­мунікацій спричиняють зниження конкуренто­спроможності економіки України. Телекомунікації відіграють значну роль у прискоренні розвитку економіки та соціальної сфери [12].

Розвиток телекомунікацій повинен здійснюватися за такими основ­ними напрямами:

1) прискорення розвитку телекомунікаційних мереж із використан­ням новітніх технологічних досягнень (радіотехнологій, волоконно-опти­ч­них, пакетних технологій тощо);

2) сприяння реалізації регуляторної політики у сфері телекомуні­­кацій, спрямованої на об’єднання (консолідацію) можливостей суб’єктів ринку телекомунікацій з метою розв’язання основних проблем сфери, підвищення ефективності їх діяльності.

3) удосконалення нормативно-правової бази у сфері телеко­муні­ка-цій [12].

 

Контрольні запитання

 

  1. Яке призначення мали термінали ?
  2. Які виникли зміни у розвитку комп’ютерної техніки з винайденням мікропроцесорів ?
  3. У чому полягає призначення телекомунікаційних мереж ?
  4. Які є способи експлуатації телекомунікаційних мереж ?
  5. Чому не є ефективним функціонування підприємств без використання мереж ?
  6. У чому полягають недоліки локальних мереж ?
  7. Що таке інформатизація ?
  8. Яким шляхом здійснюється інформатизація ?
  9. Які міжнародні організації займаються розробленням і реалізацією стратегій інформаційного розвитку ?
  10. Що таке ARPANET ?
  11. Чи існує зараз тенденція до збільшення використання телекомуніка­цій­них мереж ?
  12. Чи була спроба створення універсальної мультисервісної мережі ?
  13. Що таке конвергенція ?
  14. Що дозволяє конвергенція ?
  15. Ключові проблеми в комунікації.
  16. Що є основою розвитку Internet ?
  17. Які види пересилання забезпечуються телекомунікаціями ?
  18. За якими напрямками має здійснюватися розвиток телекому­ні­кацій ?
  19. Поясніть, що таке NSFNet ?
  20. Які країни активно займаються розробленням і реалізацією стратегій інформаційного розвитку ?
  21. Що таке конвергентні послуги ?
  22. Які Вам відомі переваги використання Internet ?
  23. Назвіть приблизну частку населення Землі, що регулярно користу­ється послугами Internet ?
  24. Яку політику наслідує Україна щодо інформаційного розвитку ?
  25. Чи є комп’ютерні мережі важливим інструментом науково-технічного розвитку людини ? Чому ?

 

Тести

 

  1. Як впливають на наше життя інформаційні та телекомунікаційні технології ?

              1) допомагають заощадити час та гроші;

              2) істотно змінюють наше життя;

          3) впливають лише на сферу виробничої діяльності;

          4) не мають ніякого впливу.

  1. Коли почали об’єднувати комп’ютери в єдину мережу ?

1)  у 50-х роках XX ст.;

2)  із виникненням перших телефонних ліній;

3)  у 60-х роках XX ст.;

4)  у 70-х роках XX ст.

 

  1. Що таке інформатизація ?

1)  організований соціально-економічний і науково-технічний процес створення оптимальних умов із метою задоволення інформа­цій­них потреб;

2) процес збільшення та поширення інформації будь-якого виду в сус­пільстві;

3)  складова ланка процесу комп’ютеризації;

4)  збільшення потоків технічної інформації.

 

  1. Чим було викликано створення комп’ютерних мереж?
    1. необхідністю спільного використання даних;
    2. поширенням вільного доступу до інформації;
    3. створенням перших комп’ютерів;
    4. мережі виникли самі по собі.

 

  1. Якими були перші комп’ютерні мережі ?
    1. об’єднували лише 2 комп’ютери;
    2. були надзвичайно громіздкими;
    3. об’єднували близько десятка комп’ютерів і принтер;
    4. об’єднували близько п’ятдесяти комп’ютерів і принтер.

 

  1. Чи відбувається зараз конвергенція телекомунікаційних і комп’ютер­них мереж ?
  1. відбувається у багатьох напрямках;
  2. відбувається дуже повільно;
  3. не відбувається;
  4. відбувається в напрямку передавання голосової інформації.

 

  1. Як називалася перша відома глобальна мережа?
  1. FKOLNET;
  2. ARPANET;
  3. NSFNet;
  4. Internet.

 

  1. Коли була розроблена перша програма для відправлення електронної пошти через мережу?
  1. 70-х рр. XX ст.;
  2. 80-х рр. XX ст.;
  3. 60-х рр. XX ст.;
  4. 50-х рр. XX ст.

 

  1. Яка мережа замінила мережу ARPANET ?
  1. NSFNet;
  2. NGFNet;
  3. FTG Net;
  4. NSMNet.

 

  1.  Головним постачальником інформації в комп’ютерні мережі є:
    1. WWW;
    2. FTP;
    3. NSFNet;
    4. ARPANet.

 

  1.  Кількість користувачів, які регулярно використовують Internet:
    1.  половина земного населення;
    2.  чверть земного населення;
    3.  20 % земного населення;
    4.  40 % земного населення.

 

  1.  Коли був винайдений протокол IRC ?
  1. у 90-х рр. XX ст.;  
  2. у 60-х рр. XX ст.;
  3. у 70-х рр. XX ст.;
  4. у 80-х рр. XX ст.

 

13. Яку можливість надає протокол IRC ?

1)  перегляд web-сторінок;

     2)  реальне спілкування;

     3)  відправлення пошти;

     4)  обмін інформацією в мережі.

 

  1.  З якого року Всесвітня павутина доступна широким колам користу­вачів ?
  1. з 1989 р.;
  2. з 1990 р.;
  3. з 1991 р.;
  4. з 1995 р.

 

  1.  На якому протоколі передавання даних заснована Всесвітня павутина?
  1. WWW;
  2. HTTP;
  3. IRC;
  4. FTP.

 

  1.  Яка подія передувала та стала причиною розроблення системи ARPANET ?
  1. запуск штучного супутника Землі;
  2. розроблення радянськими вченими ядерної зброї;
  3. розроблення мікропроцесорів;
  4. створення протоколу FTP.

 

  1.  В якому році мережа ARPANET перейшла на протокол TCP/IP ?
  1. 1993 р.;
  2. 1986 р.;
  3. 1982 р.;
  4. 1983 р.

 

  1.  Які країни були підключені до першої міжнародної мережі ?
  1. Бельгія та Нідерланди;
  2. Росія та США;
  3. Норвегія та Великобританія;
  4. Франція та Польща.

 

  1.  Який темп розвитку мають на сьогодні телекомунікації України ?
  1. повільний;
  2. задовільний;
  3. нормальний;
  4. швидкий.

 

  1.  Що таке конвергенція ?
  1. об’єднання;
  2. заміна;
  3. обмін;
  4. розвиток.

 

1.7 Апаратне та програмне забезпечення комп’ютерних мереж

 

Для того, щоб КМ функціонувала, необхідне програмне і апаратне забезпечення мережі. Спочатку розроблення та виготовлення програмних і апаратних засобів КМ були відокремлені один від одного у різних виробників. Але практика показала незручність такого підходу, оскільки багато програмних і апаратних засобів були несумісними. Із поширенням КМ виникла необхідність визначення правил взаємодії мережевих задач та розбивання складних задач на частини. Розвиток комп’ютерної техніки дозволив виробникам програмних і апаратних засобів постійно удос­ко­налювати продукцію, а результати  доносити до користувачів.

Однією з основних характеристик мережі є швидкість передавання інформації.  Користувач при роботі з КМ і зі своїм власним ПК не повинен відчувати різниці. Мережа повинна мати можливість для додання або від’єднання нових функціональних елементів та пристроїв без зупинки роботи мережі.

У найпростішому випадку для роботи мережі достатньо мережевих карт і кабелю. Якщо ж необхідно створити досить складну мережу, то знадобиться спеціальне мережеве обладнання.

Комп’ютери всередині локальної мережі з’єднуються за допомогою кабелів,  які передають сигнали, або за допомогою радіозв’язку. Кабель, що з’єднує два компоненти мережі (наприклад, два комп’ютери), назива­ється сегментом.

Кабелі класифікуються залежно від можливих значень швидкості передавання інформації і частоти виникнення збоїв і помилок. Найбільш часто використовуються кабелі трьох основних категорій: кручена пара (рис. 1.5); коаксіальний кабель; оптоволоконний кабель. Кручена пара також має свої різновиди: UTP (Unshielded Twisted Pair – неекранована кручена пара) і STP (Shielded Twisted Pair – екранована кручена пара), FTP (Folded Twisted Pair – фольгова кручена пара). Ці різновиди кабелю здатні передавати сигнали на відстань близько 100 м. Як правило, в локаль­них мережах використовується саме UTP. STP має плетену обо­лонку з мідної нитки, яка має більш високий рівень захисту і якості, ніж оболонка кабелю UTP. У кабелі STP кожна пара проводів додатково екранована (вона обгорнута шаром фольги), що захищає дані, які переда­ються, від зовнішніх перешкод. Це дозволяє підтримувати ви­сокі швидкості передавання на більші відстані, ніж у випадку викори­стання кабелю UTP. Кручена пара підключається до комп’ютера за допомогою роз’єму RJ-45 (Registered Jack 45), який дуже нагадує телефонний роз’єм RJ-11 (Registered Jack 11).

Кручена пара здатна забезпечувати роботу мережі зі швидкістю 10-1000 Мбіт/с.

Коаксіальний кабель складається з мідного проводу, покритого ізоля­ці­єю, що екранує металевої опліткою, і зовнішньою оболонкою (рис. 1.6). 

Рисунок 1.5 – Кабель типу кручена пара

 

Рисунок 1.6 – Коаксіальний кабель

 

По центральному проводу коаксіального кабеля передаються сиг­на­ли, на які попе­ред­ньо були перетворені дані. Такий провід може бути як цільним, так і багатожильним. Для організації локальної мережі засто­со­вуються два типи коаксіального кабелю: ThinNet (тонкий, 10Base2) і ThickNet (товстий, 10Base5). У даний момент локальні мережі на основі коаксіального кабелю практично не зустрічаються. Швидкість передавання інформації в такій мережі не перевищує 10 Мбіт/с. Обидва різновиди кабелю, ThinNet і ThickNet, підключаються до гнізда BNC, а на обох кінцях кабелю повинні бути встановлені термінатори.

В основі оптоволоконного кабелю знаходяться оптичні волокна (світ­­ловоди), дані по яких передаються у вигляді імпульсів світла (рис. 1.7).

Електричні сигнали оптоволоконним кабелем не передаються, тому сигнал не можна перехопити, що практично виключає несанкціо­но­ваний доступ до даних. Оптоволоконний кабель використовують для тран­спорту-

вання великих обсягів інформації на максимально доступній швид­кості. Головним недоліком такого кабелю є його крихкість: його легко пош­ко­дити, а монтувати і з’єднувати можна лише за допомогою спеці­ального обладнання.

Рисунок 1.7 – Оптоволоконний кабель

 

Існує багато мережевих технологій, які визначають необхідність того чи іншого устаткування для передавання даних: Ethernet, Token-ring, Arcnet, FDDI, CDDI, ATM, безпроводові мережі, кабельне телебачен-              ня і т. п.

Устаткування мереж поділяється на активне – інтерфейсні карти комп’ютерів, повторювачі, концентратори і т п. та пасивне – кабелі, спо­лучувальні роз’єми, комутаційні панелі та ін. Крім того, є допоміжне устаткування – пристрій безперебійного живлення, кондиціонування по­вітря й аксесуари – монтажні стояки, шафи різного вигляду. Із погляду фізики, активне устаткування – це пристрої, яким необхід­не подавання енергії для генерації сигналів, пасивне устаткування енергії не        потребує [13].

Устаткування комп’ютерних мереж поділяється на кінцеві системи (пристрої), що є джерелами і/або споживачами інформації, і проміжні системи, що забезпечують проходження інформації з мережі. До кінцевих систем належать комп’ютери, термінали, мережеві принтери, факс-ма­ши­ни, касові апарати та будь-які інші периферійні пристрої. До проміжних систем – концентратори (повторювачі, мости, комутатори), маршру­ти­за­то­ри, модеми та інші телекомунікаційні пристрої, а також з’єднуючі їх кабельна або безпровідна інфраструктури.

Для функціонування комп’ютерній мережі потрібне програмне забез­печення. На кожному ПК має бути встановлена операційна система. Крім того, до програмного забезпечення мережі належать різні мережеві додатки: бази даних, офісні додатки, поштові сервери та proxy-сервери, програми архівації, системи автоматизації роботи обладнання чи персоналу тощо.   

 

1.8 Мережеві карти, повторювачі, концентратори, комутатори, модеми та маршрутизатори

 

Мережеві карти (плати, адаптери) роблять можливим з’єднання комп’ютера і мережевого кабелю. Мережева карта перетворює інфор­мацію, яка призначена для відправлення, у спеціальні пакети. Пакет – логічна сукупність даних, до якої входять заголовок з адресними відомос­тями та безпосередньо інформація. У заголовка присутні поля адреси, де знаходиться інформація про місце відправлення та пункти призначення даних. Мережева плата аналізує адресу призначення отриманого пакета і визначає, чи дійсно пакет прямував до комп’ютера. Якщо висновок буде позитивним, то плата передає пакет операційній системі. В іншому випадку пакет оброблятися не буде. Спеціальне програмне забезпечення дозволяє обробляти всі пакети, що проходять усередині мережі. Таку можливість використовують системні адміністратори, коли аналізують роботу мережі, і зловмисники для крадіжки даних, що рухаються в ній.

Будь-яка мережева карта має індивідуальний унікальний серійний номер, що однозначно ідентифікує її в мережі, який називається фізичною або МАС-адресою (Media Access Control – управління доступом до середовища передавання). Мережева карта отримує інформацію від опера­цій­ної системи і перетворює її на електричні сигнали для подальшого відправлення кабелем і навпаки, тобто управляє потоком інформації, яка проходить між комп’ютером і мережею. Частіше мережеві карти інтегру­ються до материнської плати.

Локальна мережа може бути розширена за рахунок використання спеціального пристрою, який носить назву повторювач (репітер). Його основна функція полягає в тому, щоб, отримавши дані на одному з портів, перенаправляти їх на інші порти. Тут порт – це пристрій, за допомогою якого комп’ютер з’єднують з периферією. Дані порти можуть бути довільного типу: RJ-45 або Fiber-Optic. Комбінації також ролі не відіграють, що дозволяє об’єднувати елементи мережі, які побудовані на основі різних типів кабелю. Інформація у процесі передавання на інші порти віднов­люється, щоб виключити відхилення, які можуть з’явитися у процесі руху сигналу від джерела.

Повторювачі можуть виконувати функцію розділення. Якщо повто­рювач визначає, що на якомусь із портів відбувається занадто багато колізій, він робить висновок, що на цьому сегменті сталася неполадка, і ізолює його. Ця функція запобігає поширенню збоїв одного із сегментів на всю мережу.

Повторювач дозволяє з’єднувати два сегменти мережі з однаковими або різними видами кабелю; регенерувати сигнал для збільшення макси­мальної відстані його передавання; передавати потік даних в обох на­прям­ках.

Концентратор – пристрій, здатний доставити пакети даних при передаванні на всі комп’ютери, підключені до локальної мережі (рис. 1.8). Концентратор має кілька портів, що дозволяють підключити мережеві компоненти. Концентратор, що має всього два порти, називають мостом. Міст необхідний для з’єднання двох елементів мережі.

 

Рисунок 1.8 – Концентратор

 

Існує два види концентраторів – пасивні та активні. Пасивні кон­центратори відправляють отриманий сигнал без його попереднього оброб­лення. Активні концентратори (багатопортові повторювачі) прийма­ють вхідні сигнали, обробляють їх і передають у підключені комп’ютери.

Комутатори необхідні для організації більш щільного мережевого з’єд­­нання між комп’ютером-відправником і комп’ютером-отримувачем (рис.1.9).

 

Рисунок 1.9 – Комутатор

 

У процесі передавання даних комутатором до його пам’яті запису­ється інформація про МАС-адреси комп’ютерів, на основі якої комутатор будує таблицю маршрутизації. При отриманні комутатором пакетів даних він створює спеціальне внутрішнє з’єднання (сегмент) між двома своїми портами, використовуючи таблицю маршрутизації. Потім відправляє пакет даних у відповідний порт кінцевого комп’ютера, опираючись на інфор­ма­цію, описану в заголовка пакета.

Таким чином, дане підключення виявляється ізольованим від інших портів, що дозволяє комп’ютерам обмінюватися інформацією з максималь­ною швидкістю, яка доступна для даної мережі. Якщо у комутатора при­сутні лише два порти, він називається мостом.

Наступним компонентом мережі є модем (від скорочення слів: моду­лятор, демодулятор) – пристрій для приймання, передавання даних на великі відстані за допомогою телефонних ліній. Модем перетворює дані з цифрової форми, в якій вони зберігаються в комп’ютері, на аналогову  – електричні коливання (частотно-модульовані сигнали), в якій вони можуть передаватися телефонною лінією. Конкретна реалізація модемів тісно залежить від обраного середовища передавання даних. Управління функ­ціо­нуванням модемів відбувається за допомогою спеціального програм­ного забезпечення.

Модеми виробляють для телефонних ліній, телевізійних кабельних ліній, супутникові модеми, модеми для мобільного зв’язку, а також внут­рішні і зовнішні (рис. 1.10).

Рисунок 1.10 – Зовнішній модем

 

Маршрутизатор – це пристрій, що визначає оптимальний маршрут передавання даних між мережами як з однаковою технологією, так і з різною.

Шлюз – пристрій для з’єднання локальних і глобальних мереж. Вважаючи, що глобальні та локальні мережі мають різні протоколи пере­давання даних, шлюзи застосовуються для перетворення даних з одного формату на інший. Шлюзи також можуть використовуватися для підклю­чення робочих станцій до глобальних мереж.

 

 

1.9 Мережеві операційні системи та додатки

 

Мережева операційна система (ОС) – це ОС із вбудованими мере­жевими засобами (протоколами, рівнями). Мережева ОС повинна бути з поділом ресурсів машини за логіном / паролем. Кожен комп’ютер у мережі значною мірою автономний, тому під мережевою операційною системою в широкому сенсі розуміється сукупність операційних систем окремих комп’ютерів, які взаємодіють з метою обміну повідомленнями і поділу ресурсів за єдиними правилами – протоколами. У вузькому сенсі мережева ОС – це операційна система окремого комп’ютера, що забезпечує йому можливість працювати в мережі. Мережева ОС характеризується багатозадачністю.

У мережевій операційній системі окремої ЕОМ можна виділити засоби:

- управління локальними ресурсами комп’ютера (функції розподілу оперативної пам’яті між процесами, планування та диспетчеризації процесів, управління периферійними пристроями та ін.);

- засоби надання власних ресурсів і послуг у спільне користування – серверна частина ОС (оброблення запитів віддаленого доступу до власної файлової системи і бази даних, управління чергами запитів віддалених користувачів до своїх периферійних пристроїв);

- засоби запиту доступу до віддалених ресурсів і послуг та їх вико­ристання – клієнтська частина ОС (виконує розпізнавання і перенаправ­лення до мережі запитів, що спрямовані до віддалених ресурсів від додат­ків і користувачів, при цьому запит надходить від програми в локальній формі, а передається до мережі в іншій формі, що відповідає вимогам сервера).

Клієнтська частина також здійснює прийом відповідей від серверів і перетворення їх у локальний формат.

Основним заданням будь-якої мережевої операційної системи є надання користувачам мережі стандартизованого, зручного інтерфейсу управління та взаємодії з мережевими ресурсами [14].

Загалом можливі централізоване та децентралізоване управління мережевими ресурсами. Принципова відмінність даних методів управління локальною обчислювальною мережею полягає в тому, що при централізо­ваному управлінні комп’ютерною мережею мережева операційна система функціонує на спеціалізованому виділеному комп’ютері, як правило, під­ви­щеної потужності і надійності, так званому файловому сервері. Операційна система файлового сервера забезпечує виконання базових функцій, таких як підтримка файлової системи, забезпечення дискових операцій, управління пам’яттю, планування пріоритетів виконання завдань та ін. Для забезпечення взаємодії файлового сервера та робочої станції в складі такої локальної обчислювальної мережі на робочій станції запус­ка­ється спеціалізована програмна оболонка, що іменується мережевою оболонкою. Саме така програмна оболонка забезпечує прийом всіх мережевих запитів від робочої станції і передає їх для інтерпретації та оброблення на файловий сервер [14].

При організації комп’ютерних мереж з децентралізованим управ­лінням мережевими ресурсами (однорангові мережі) комп’ютери – робочі станції мережі одночасно можуть виконувати функції клієнта і сервера мережі. У таких мережах кожна робоча станція працює під управлінням звичайної операційної системи, а для організації міжмережевої взаємодії на них запускаються спеціалізовані мережеві програмні оболонки. У такій мережі всі робочі станції мають однакові пріоритет і можли­вості управління мережею і мережевими ресурсами [14].

При використанні мережевих ОС необхідно пам’ятати про захист інформації. Користуватися паролями для аутентифікації користувачів, надавати права доступу до налаштування мережі тільки адміністраторам мережі, не передавати інформацію стороннім особам.

 

 

Контрольні запитання

 

  1. Яким є склад комп’ютерної мережі ?
  2. Що потрібно для функціонування КМ ?
  3. Які основні характеристики КМ ?
  4. Які кабелі найбільш часто використовуються для з’єднання ПК в КМ ?
  5. Поясніть, що таке мережевий адаптер.
  6. Що таке сегмент ?
  7. За якою ознакою класифікуються кабелі ?
  8. Що таке модем ?
  9. Поясніть поняття шлюзу.
  10. Сформулюйте концепцію маршрутизатора.
  11. Що таке міст ?
  12. Що таке комутатор ?
  13. Що таке повторювач ?
  14. Дайте визначення мережевої операційної системи.
  15. Що є основним заданням будь-якої мережевої операційної системи ?
  16. Які можливі варіанти побудови мережевих операційних систем ?
  17. Чому потрібен захист інформації в КМ ?
  18. Які є види устаткування КМ ?
  19. Яким є склад кінцевих систем ?
  20. Що належить до програмного забезпечення мережі ?
  21. Поясніть, що таке пакет.
  22. Що називають МАС-адресою ?
  23. Дайте означення концентратора.
  24. Які є види концентраторів? У чому між ними різниця ?
  25. Які засоби можна виділити у мережевій операційній системі ?

 

Тести

 

1. Апаратний пристрій для з’єднання комп’ютера і мережевого кабелю :

         1) шлюз;

         2) мережева карта;

         3) міст;

         4) концентратор.

 

2. Пристрої мережі з’єднуються кабелями за допомогою:

         1) робочих станцій;

         2) інтерфейсів;

         3) серверів мережі;

         4) мережевого адаптера.

 

3. Сервер – це:

         1) потужний комп’ютер для обслуговування мережі;

         2) комп’ютер із модемом;

         3) програма початкового завантаження;

         4) будь-який комп’ютер мережі.

 

4. Апаратними компонентами комп’ютерних мереж є:

         1) кабелі;

         2) робочі станції;

         3) сервери;

         4) адаптери.       

 

5. Пристрій, який при отриманні пакетів даних створює спеціальне внут­ріш­нє з’єднання (сегмент) між двома своїми портами, ізолюючи таким чином трафік, називається:

         1) комутатором;

         2) мостом;

         3) шлюзом;

         4) повторювачем.

 

6. Мережевий адаптер виконує таку функцію:

         1) реалізовує стратегію доступу від одного комп’ютера до іншого;

         2) кодує інформацію;

         3) захищає інформацію;

         4) переводить інформацію з числового виду на текстовий і навпаки.

 

7. Мережева операційна система – це:

1) комплекс програмних засобів, які забезпечують передавання да­них;

2)  системи захисту інформації;

3) комплекс програмних засобів, які керують процесами мережевої         вза­є­модії;

4) правильної відповіді немає.

 

8. Основним заданням будь-якої мережевої операційної системи є:

1) захист ресурсів у мережі;

2) надання користувачам мережі стандартизованого, зручного інтер­фей­су управління та взаємодії з мережевими ресурсами;

3) швидкий обмін ресурсами;

4) визначення маршруту передавання інформації.

9. У комп’ютерних мережах використовуються такі кабелі:

         1) кручена пара;

         2) коаксіальний кабель;

         3) оптоволоконний кабель;

         4) оптокоаксіальний кабель.

 

10. Устаткування мереж поділяється на:

         1) активне;

         2) швидкісне;

         3) пасивне;

4) допоміжне.             

 

11. Які різновиди має кручена пара ?

1) UTP та STP;

2) FTP та IRC;

3) FTP та UTP;

4) STP та ITP.

 

12. Оболонка якого кабелю має більш високий рівень захисту і якості ?

1) STP;

2) UTP;

3) ITP;

4) IRC.

 

13. Який тип сигналу передається оптоволоконним кабелем ?

1) електричний;

2) звуковий;

3) світловий;

4) хімічний.

 

14. Оберіть активне устаткування серед таких варіантів:

1) кабель;

2) монтажний стояк;

3) комутаційна панель;

4) концентратор.

 

15. Які види концентраторів вам відомі ?

         1) активні та пасивні;

         2) товсті та тонкі;

         3) електричні та оптоволоконні;

         4) ефективні та неефективні.

 

 

16. Яку додаткову функцію можуть мати повторювачі ?

         1) аналіз інформації;

         2) поділ інформації;

         3) обмін інформацією;

         4) перероблення інформації.

 

17. Що має будь-яка мережева карта ?

         1) індивідуальну фізичну адресу;

         2) індивідуальний штрих-код;

         3) індивідуальний кабель;

         4) індивідуальну мережу.

 

18. Яке слово пропущене в означенні: «Пакет – це _________  сукупність даних, в яку входять заголовок з адресними відомостями та безпосередньо інформація» ?

  1. логічна;
  2. неорганізована;
  3. випадкова;
  4. будь-яка.

 

19. Що належить до кінцевих систем ?

         1) комп’ютер;

         2) усі периферійні пристрої;

         3) кабельна та безпровідна інфраструктура;

         4) програмне забезпечення.      

 

20. Який головний недолік оптоволоконного кабелю ?

         1) крихкість;

         2) швидкість;

         3) незручність;

         4) неоптимальність.

 

 

1.10 Стандартизація комп’ютерних мереж

 

Стандартизація необхідна для всіх галузей, в тому числі і для комп’ю­тер­них мереж. З’єднання різного устаткування, а отже його сумісність без ухвалення всіма виробниками загальноприйнятих правил побудови устат­кування, було б неможливим. По стандартах можна прослідкувати розвиток комп’ютерної галузі, оcкільки будь-яка нова технологія лише тоді набуває високого статусу, коли її зміст закріплюється у відповідному стандарті [15].

Стандарти розробляють багато організацій, у тому числі й міжна­родні організації: Міжнародна організація стандартів (ISO), Міжнародний консультативний комітет по телефонії й телеграфії (CCITT), Європейська асоціація виробників комп’ютерів (ECMA), американський Інститут інженерів з електротехніки і радіоелектроніки (ІЕЕЕ) (рис. 1.11), Міжна­род­ний союз електрозв’язку та ін.

Рисунок 1.11 – Емблема Інституту інженерів з електротехніки і радіоелектроніки

 

Особливу роль у виробленні міжнародних відкритих стандартів відіграють стандарти Internet. Зважаючи на постійно зростаючу популярність Internet, ці стандарти стають міжнародними стандартами "де-факто", і багато які з них набувають згодом статусу офіційних міжнародних стандартів за рахунок затвердження однією з перерахованих вище організацій. Існує кілька організаційних підрозділів, які відповідають за розвиток Internet і, зокрема, за стандартизацію засобів Internet. Основним із них є Internet-спільнота (Internet Society, ISOC) – професійне співтова­риство, яке займається загальними запитаннями еволюції і росту Internet як глобальної комунікаційної інфраструктури (рис. 1.12). Під управлінням ISOC працює Рада з архітектури Internetу (IAB) – організація, що здійснює технічний контроль і координацію робіт для Internet. IAB координує напрямок досліджень і нових розробок для стека TCP/IP і є кінцевою інстанцією при визначенні нових стандартів Internet [16, 17].

Рисунок 1.12 – Емблема Internet-спільноти

 

До IAB входять дві основні групи: Internet Engineering Task Force (IETF) та Internet Research Task Force (IRTF). IETF – це інженерна група, яка займається вирішенням найбільш актуальних технічних проблем Internet (рис. 1.13). Саме IETF визначає специфікації, які потім стають стан­дартами Internet. У свою чергу, IRTF координує довгорядківові дослідницькі про­екти за протоколами TCP/IP [16].

Рисунок 1.13 – Емблема інженерної групи, яка займається вирішенням найбільш актуальних технічних проблем Internet

Слід зауважити, що всі стандарти Internet носять назву RFC із відповідним порядковим номером, але далеко не всі RFC є стандартами Internet – часто ці документи являють собою коментарі до якого-небудь стандарту або просто опису деякої проблеми Internet [17].

У будь-якій організації, що займається стандартизацією, процес ви­роб­лення і прийняття стандарту складається з ряду обов’язкових етапів, які, власне, і складають процедуру стандартизації. Залежно від статусу організацій розрізняють такі види стандартів [18]:

1) стандарти окремих фірм (наприклад, стек протоколів DECnet компанії Digital Equipment або графічний інтерфейс OPEN LOOK для Unix-систем компанії Sun);

2) стандарти спеціальних комітетів і об’єднань, що створюються кількома фірмами (наприклад стандарти технології ATM, що розроб­ля­ються спеціально створеним об’єднанням ATM Forum, який нараховує близько 100 колективних учасників, або стандарти союзу Fast Ethernet Alliance із розроблення стандартів 100 Мбіт Ethernet);

3) національні стандарти (наприклад стандарт FDDI, один із числен­них стандартів, розроблених Американським національним інститутом стандартів (ANSI), або стандарти безпеки для операційних систем, розроб­лені Національним центром комп’ютерної безпеки (NCSC) Міністерства оборони США);

4) міжнародні стандарти (наприклад, модель і стек комунікаційних протоколів Міжнародної організації зі стандартизації (ISO), численні стандарти Міжнародного союзу електрозв’язку (ITU) і багато інших).

Деякі стандарти, безперервно розвиваючись, можуть переходити з однієї категорії до іншої. Зокрема, фірмові стандарти на продукцію, що набула широкого поширення, зазвичай стають міжнародними стандартами де-факто, оскільки змушують виробників із різних країн слідувати фірмо­вим стандартам, щоб забезпечити сумісність своїх виробів із цими попу­лярними продуктами. Наприклад, через феноменальний успіх персо­наль­ного комп’ютера компанії IBM фірмовий стандарт на архітектуру IBM PC став міжнародним стандартом де-факто [18].

Зважаючи на широке розповсюдження деякі фірмові стандарти стають основою для національних і міжнародних стандартів.

 

 

1.11 Організація комп’ютерних мереж та еталонна модель OSI

 

Важливим результатом в області стандартизації комп’ютерних ме­реж є формування еталонної моделі взаємодії комп’ютерних (відкритих) систем (OSI), яку розробила ISO. Модель OSI регламентує принципи взаємодії абонентів комп’ютерних мереж.

Відкрита система – це будь-яка система, що побудована згідно з відкритими специфікаціями.

Еталонна модель OSI – це семирівнева мережева ієрархія, яка описує процес передавання даних між мережевими пристроями (рис. 1.14).

 

 

 

Робоча станція 1

 

Робоча станція 2

 

 

 

 

 

Прикладний процес  А

Протоколи

Прикладний процес  В

Рівні

 

 

 

1

Прикладний

Прикладні

Прикладний

2

Представницький

Представницькі

Представницький

3

Сеансовий

Сеансові

Сеансовий

4

Транспортний

Транспортні

Транспортний

5

Мережевий

Мережеві

Мережевий

6

Канальний

Канальні

Канальний

7

Фізичний

Фізичні

Фізичний

Рисунок 1.14 – Еталонна модель взаємодії ISO/OSI

 

Вона складається з горизонтальної складової, яка забезпечує меха­нізм взаємодії програм та процесів на різних мережевих пристроях на базі протоколів та вертикальної складової, де обмін даними відбувається за допомогою інтерфейсів на основі послуг, які забезпечуються сусідніми рівнями на одному мережевому пристрої.

В основу функціонування локальних КМ покладено стандарти серії IЕЕЕ, які визначають основні терміни, архітектури i протоколи двох нижніх рівнів еталонної моделі взаємодії відкритих систем.

Стандарт IЕЕЕ 802.1 є загальним документом, який визначає архітек­туру та прикладні процеси системного управління мережею, методи об’єд­нання мереж на підрівні управління доступом до середовища передавання. Згідно з даним стандартом канальний рівень розбитий на два підрівні: управління логічним каналом LLC та управління доступом до фізичного середовища MAC. Протоколи підрівня MAC визначають специфіку мере­жевих популярних техно­ло­­гій і є незалежними з LLC. Протоколи підрівня LLC відповідають за передавання кадрів даних між вузлами мережі з різним ступенем надійності та взаємодіють з мережевим рівнем.

Узгодження комп’ютерних мереж між собою здійснюється в основ­ному на мережевому i транспортному рівнях. Протоколи транспортного рівня забезпечують надійний зв’язок при обміні інформацією між абонентами комп’ютерної мережі. Але якість та надійність зв’язку багато в чому залежить від лінії зв’язку.

Найпоширеніший протокол транспортного рівня називається ТСР (протокол управління передаванням).

Із широким розповсюдженням мережі Internet з’явилася нова група Internet-протоколів ІР.

Різні мережі можуть використовувати різні протоколи. Щоб пов’язати різні мережі був запропонований стек протоколів ТСР/IР, який складається з  протоколів ТСР та IР.

Стек протоколів TCP/IP підтримує всі популярні стандарти фізичного і канального рівнів та увібрав у себе велику кількість протоколів прикладного рівня. Він складається з чотирьох рівнів, подібно до архітектури OSI. Функції рівнів стека протоколів TCP/IP залежать від технічної реалізації конкретної мережі.

 

 

1.12  Рівні моделі OSI та їх призначення

 

Розробники поділяють мережу на рівні з метою одержати набір добре визначених, функціональних модулів, кожен рівень виконує тільки визначену для цього рівня задачу. Наведемо п’ять основних принципів, що застосовуються при розробленні мережевих рівнів і, відповідно, моделей взаємодії відкритих систем [19].

Новий мережевий рівень вводиться, якщо програмне забезпечення потребує нового рівня абстракції. Кожен рівень повинен виконувати чітко визначену функцію. Набір функцій, виконуваних мережевим рівнем, приво­диться у відповідність із загальноприйнятими міжнародними стандартами. Межі рівня вибираються таким чином, щоб зробити потік даних через них мінімальним.

Кількість мережевих рівнів вибирається достатньою, щоб розміщати різні функції на одному рівні. Навпаки, занадто велика кількість рівнів призводить до неосяжності мережевої архітектури.

Кожну сучасну мережу найпростіше описати і зрозуміти в термінах моделі ISO/OSI, яка складається з семи рівнів, розташованих вертикально один над одним. Кожен рівень може взаємодіяти тільки зі своїми сусідами й виконувати відведені тільки йому функції.

Фізичний рівень (Physical) – найнижчий рівень моделі, що визначає фізичні, електричні, функціональні властивості фізичного середовища (потужність, частоту сигналу, спосіб закріплення кабелю, види роз’ємів) та призначений безпосередньо для передавання потоку даних. На фізичному рівні здійснюється передавання/приймання бітів, перетворення електричних або оптичних сигналів, кодування інформації, модуляція у кабель. Функції фізичного рівня реалізуються у всіх пристроях, підключених до мережі. З боку комп’ютера функції фізичного рівня виконуються мережевим адаптером або послідовним портом [6, 16].

Канальний рівень (Data Link) призначений для забезпечення взаємодії мереж на фізичному рівні й контролю за помилками, які можуть виник­нути.  На фізичному рівні пересилаються біти без врахування того, що фізичне середовище передавання може бути зайняте. Тому одним із завдань канального рівня є перевірка доступності середовища передавання. Іншим заданням канального рівня є реалізація механізмів виявлення і корекції помилок. Для цього на канальному рівні біти групуються в набори, названі кадрами. Канальний рівень може не лише виявляти помилки, але й виправ­ляти їх за рахунок повторного передавання пошкоджених кадрів. Необ­хідно відзначити, що функція виправлення помилок не є обов’язковою для канального рівня, тому в деяких протоколах цього рівня вона відсутня. У локальних мережах протоколи канального рівня використовуються комп’ютерами, мостами, комутаторами і маршрутизаторами. У комп’ю­те­рах функції канального рівня реалізовуються спільними зусиллями мере­же­вих адаптерів                       і їх драйверів [2, 16].

Мережевий рівень (Network) визначає шлях проходження даних у мережі та відповідає за логічну адресацію учасників обміну інформацією. Одиницею інформації даного рівня є пакет. На мережевому рівні працює маршрутизатор.

Транспортний рівень (Transport) доставляє дані між самими комп’ю­терами без помилок, втрат і дублювання в тій послідовності, як вони були передані мережевим рівнем.

Сеансовий рівень (Session) слугує мережевим інтерфейсом користу­вача, опрацьовує з’єднання між процесами і додатками абонентів мережі. На даному рівні відбувається визначення імен і прав доступу користувачів мережі.

Рівень представлення (Presentation) – це рівень, за допомогою якого відбувається кодування/декодування інформації. Рівень представлення оперує з повідомленнями.

Прикладний рівень (Application) забезпечує взаємодію мережі й користувача. На цьому рівні відбувається управління мережею. Користу­вачі отримують доступ до пристроїв комп’ютера та розподілених ресурсів мережі, таких як принтери, монітори, файли, гіпертекст, електронна пошта.

 

Контрольні запитання

 

1.     Для чого потрібна стандартизація в КМ ?

2.     Які організації розробляють стандарти КМ ?

3.     Чи є окремі організації, що розробляють стандарти для Internet ?

4.     Які види стандартів розрізняють залежно від статусу організацій ?

5.     Що таке IAB ?

6.     Що Вам відомо про IETF ?

7.     Що таке відкрита система ?

8.     Дайте означення еталонної моделі OSI.

9.     З чого складається еталонна модель OSI ?

10.       Що Вам відомо про стандарти IBM ?

11.       Що Вам відомо про стандарти серії IEEE ?

12.       Що Вам відомо про протоколи TCP та IP ?

13.       Яка основна функція протоколів підрівня МАС ?

14.       У чому полягає задача протоколів підрівня LLC ?

15.       Наведіть схему еталонної моделі OSI.

16.       Скільки рівнів має еталонна модель OSI ?

17.       Які стандарти покладені в основу функціонування локальних КМ ?

18.       Який стек протоколів був запропонований, щоб пов’язати різні                 мережі ?

19.       Опишіть фізичний рівень моделі OSI.

20.       Визначте концепцію канального рівня моделі OSI.

21.       Які функції виконує мережевий рівень моделі OSI.

22.       Що дозволяє транспортний рівень моделі OSI.

23.       Опишіть сеансовий рівень моделі OSI.

24.       Поясніть, що таке рівень представлення моделі OSI.

25.       Які функції виконує прикладний рівень моделі OSI.

 

 

Тести

 

1. Для чого потрібні мережеві стандарти ?

          1) для забезпечення сумісності мережевого обладнання;

          2) для забезпечення ефективного з’єднання комп’ютерів;

3) для визначення відповідності мережі встановле­ному еталону;

          4) для можливості функціонування мережі.

 

2. Які організації розробляють стандарти для КМ ?

          1) Японський комітет промислових стандартів;

          2) Міжнародна організація стандартів;

          3) Європейська асоціація вільної торгівлі;

          4) Американський Інститут інженерів з електротехніки і ра­діо­елек­­т­ро­ніки.        

 

3. Які організації розробляють стандарти Internet ?

        1) Рада з архітектури Internetу;

        2) Американський національний інститут стандартів;

        3) фірма Unix;

        4) фірма IBM.

 

4. Що таке модель OSI?

        1) семирівнева мережева ієрархія, яка описує процес передавання да­них між мережевими пристроями;

        2) абстрактна модель для розроблення мережевих протоколів;

        3) модель взаємодії закритих систем;

        4) модель взаємодії відкритих систем.

 

5. Який рівень відповідає за перетворення протоколів і кодування/де­кодування даних ?

1) мережевий;

2) представлення;

3) сеансовий;

4) транспортний.

 

6. На якому рівні працює маршрутизатор ?

1) на мережевому;

2) на канальному;

3) на транспортному;

4) на фізичному.

 

7. Який рівень моделі призначений безпосередньо для передавання потоку даних ?

1) транспортний;

2) канальний;

3) фізичний;

4) мережевий.

 

8.  Що  забезпечує прикладний рівень ?

1) ефективну систему пошуку;

2) відкритий доступ до інформації для всіх користувачів;

3) взаємодію мережі й користувача;

4) доставляє дані між комп’ютерами.

 

9.  Протоколи в комп’ютерних мережах – це:

         1) рекомендації;

         2) мережеві пристрої;

         3) програмне забезпечення;

         4) правила взаємодії функціональних елементів мережі.

 

10. Найпоширеніший протокол транспортного рівня називається:

1) ISO;

2) ТСР;

3) DECnet;

4) ІЕЕЕ.

 

11. Який протокол пов’язує різні мережі між собою?

          1) канальний;

          2) транспортний;

          3) протокол тср/iр;

          4) структурний.

 

12. Яку назву носять усі стандарти Internet ?

         1) PFC;

         2) RFC;

         3) FCR;

         4) OSI.

 

13. Яка складова IAB координує довгорядківові дослідницькі проекти за протоколами TCP/IP ?

         1) IRTF;

         2) IETF;

         3) RFC;

         3) DECnet.

 

14. Яка складова еталонної моделі osi забезпечує механізм взаємодії програм та процесів на різних мережевих пристроях на базі протоколів ?

         1) вертикальна;

         2) діагональна;

         3) горизонтальна;

         4) прикладна.

 

15. Найнижчий рівень моделі – це:

         1) фізичний;

         2) прикладний;

         3) мережевий;

         4) транспортний.

 

16. Завданням якого рівня є перевірка доступності середовища переда­вання ?

         1) фізичного;

         2) канального;

         3) мережевого;

         4) транспортного.

 

17. На якому рівні відбувається визначення імен і прав доступу користу­вачів мережі ?

         1) фізичному;

         2) канальному;

         3) мережевому;

         4) сеансовому.

 

18. Який рівень забезпечує взаємодію мережі та користувача ?

         1) прикладний;

         2) фізичний;

         3) канальний;

         4) сеансовий.

 

19. На якому рівні відбувається кодування /декодування інформації ?

         1) рівень представлення;

         2) прикладний;

         3) фізичний;

         4) сеансовий.

 

20. З якими рівнями може взаємодіяти кожен окремий рівень ?

         1) лише з одним сусіднім рівнем;

         2) із верхнім рівнем;

         3) із двома сусідніми рівнями;

         4) з усіма рівнями.