19. Компьютерные сети

Определения и обозначения

Компьютерная сеть — совокупность компьютеров и других устройств, соединённых для обмена данными и совместного использования ресурсов. Ресурсом может быть файл, программа или принтер. Сеть позволяет устройствам работать сообща, а пользователям — получать нужные данные без переноса их вручную на каждом шаге.

Локальная сеть объединяет устройства на небольшой территории, например в одном кабинете, доме или здании. Обычно соединённые устройства находятся достаточно близко, чтобы их можно было связать средствами одной организации или помещения. Такая сеть нужна, чтобы быстро обмениваться файлами и обращаться к общим устройствам, например принтеру.

Глобальная сеть связывает устройства и сети, расположенные на больших расстояниях. Для этого объединяются отдельные сети, между которыми данные проходят через каналы связи и сетевое оборудование. Интернет — пример глобальной сети: благодаря ему можно обращаться к сайтам и службам, находящимся в разных странах.

Сервер и клиент — устройства или программы, выполняющие разные роли при обмене сетевыми ресурсами. Клиент запрашивает данные или услугу, а сервер отвечает и предоставляет их. Такое разделение помогает понять, кто обращается за ресурсом и кто его выдаёт, независимо от мощности компьютеров.

Как это устроено

Компьютеры объединяют в сеть, чтобы передавать данные и пользоваться ресурсами совместно. Если принтер подключён к сети, нескольким пользователям не обязательно иметь по отдельному принтеру. Так же можно обращаться к общим файлам и программам, а изменения и нужные данные передавать другим устройствам. Сеть экономит ресурсы и упрощает обмен информацией.

Чтобы устройство могло участвовать в обмене, ему нужен сетевой адаптер — часть компьютера или отдельное устройство, которое обеспечивает подключение к сети. Данные передаются по каналу связи: например, по кабелю или беспроводным способом. Между устройствами могут работать сетевые устройства, которые помогают соединять части сети и направлять поток данных к нужному получателю. Без такого соединения устройство не сможет передать информацию другим участникам сети.

Одного физического соединения недостаточно: компьютерам нужно одинаково понимать, как передавать и принимать информацию. Для этого существуют сетевые протоколы — правила обмена данными. Они задают, например, как оформляется передача и что делать при получении информации. Если устройства используют совместимые протоколы, они могут правильно обмениваться данными, даже если созданы разными производителями.

По территории охвата различают локальные и глобальные сети. Локальная сеть связывает близко расположенные устройства, например компьютеры в школьном здании. Глобальная сеть соединяет устройства и отдельные сети на больших расстояниях, поэтому для передачи данных между ними нужны каналы связи и оборудование. Сети могут взаимодействовать: локальная сеть школы, например, подключается к Интернету, который является глобальной сетью.

Обмен по схеме «клиент — сервер» начинается с запроса. Клиентом может быть программа, например браузер, который просит показать страницу сайта. Сервер принимает запрос, находит нужные данные или выполняет услугу и отправляет ответ клиенту. Такое разделение ролей удобно: один сервер может предоставлять ресурсы многим клиентам, а клиент обращается к ним только тогда, когда это нужно.

Сравнение локальной и глобальной компьютерных сетей

Сравнивайте сети по строкам: сначала определите охват территории, затем посмотрите, какие устройства объединяются и для чего это делается. Примеры помогают соотнести признаки с реальными ситуациями. Если сеть школы выходит в Интернет, это не меняет её локальный характер: она просто подключена к глобальной сети.

Разбор задач

Задача 1. В кабинете несколько компьютеров могут обращаться к одному принтеру и обмениваться файлами. Определите, какая сеть для этого подходит, и назовите её преимущество. Сначала учитываем, где находятся компьютеры: все устройства расположены в одном кабинете. Затем смотрим, что требуется: совместное использование принтера и передача файлов.

1. Небольшая территория указывает на локальную сеть.
2. Общий принтер и обмен файлами — ресурсы, к которым участники сети могут обращаться совместно.
3. Преимущество состоит в том, что не нужно подключать отдельный принтер к каждому компьютеру; файлы можно передавать между устройствами.

Ответ: подходит локальная сеть. Она позволяет компьютерам кабинета совместно использовать принтер и обмениваться файлами, экономя ресурсы и упрощая работу.

Задача 2. Ученик открывает сайт и получает страницу, хранящуюся на удалённом компьютере. Определите, кто в этой ситуации клиент, а кто сервер. Нужно проследить обмен: сначала одна сторона обращается за страницей, затем другая её предоставляет. Названия ролей зависят от действий, а не от того, какой компьютер мощнее.

1. Ученик открывает сайт в браузере, поэтому браузер действует как клиент.
2. Клиент отправляет запрос, в котором требуется страница сайта.
3. Удалённый компьютер хранит данные сайта, принимает запрос и отправляет страницу; он выполняет роль сервера.

Ответ: клиент — браузер на устройстве ученика, сервер — удалённый компьютер, предоставляющий страницу. Получив её, браузер отображает данные на экране.

Задача 3. Для школы нужно объединить компьютеры в здании, а затем обеспечить им доступ к сайтам в Интернете. Объясните, какие сети и соединения понадобятся. Здесь требуются два уровня связи: внутри здания и за его пределами. Поэтому нужно определить сеть для близко расположенных компьютеров и сеть, которая позволит обращаться к сайтам на больших расстояниях.

1. Для компьютеров здания создают локальную сеть, чтобы они могли обмениваться данными и совместно пользоваться ресурсами.
2. Локальную сеть подключают через подходящее сетевое оборудование и канал связи к Интернету.
3. Интернет обеспечивает обращение к сайтам и другим ресурсам, находящимся за пределами школьного здания.

Ответ: школе нужна локальная сеть, подключённая к глобальной сети Интернет. Внутренние задачи решает локальная сеть, а доступ к удалённым сайтам обеспечивает подключение к Интернету.

Типичные ошибки

Считать Интернет и компьютерную сеть синонимами. Так думают, потому что Интернет — самая известная сеть. Но компьютерные сети бывают локальными и глобальными, а Интернет — только пример глобальной сети. Проверьте себя: если компьютеры связаны в кабинете, это тоже сеть, даже без выхода в Интернет.

Полагать, что для передачи данных достаточно физически соединить устройства. Такое представление возникает, потому что соединение видно, а правила обмена — нет. Без совместимых протоколов компьютеры не смогут правильно передать и принять данные. Спросите себя, используют ли устройства общие правила общения, а не только подключены ли они друг к другу.

Путать сервер с мощным компьютером, а клиент — со слабым. Названия могут казаться обозначениями характеристик устройств, но на самом деле описывают их роли. Сервер предоставляет ресурс, клиент его запрашивает; устройство может выполнять разные роли в разных ситуациях. Проверяйте, кто отправляет запрос и кто отвечает, а не сравнивайте мощность компьютеров.

Считать, что локальная сеть обязательно подключена к Интернету. Это заблуждение появляется, когда смешивают сеть внутри здания и доступ к сайтам. Локальная сеть может самостоятельно обеспечивать обмен файлами и доступ к принтеру. Чтобы проверить себя, выясните, работают ли внутренние ресурсы без подключения к глобальной сети.

Связь с другими темами

Для понимания сетей полезно знать, что компьютер умеет обрабатывать и хранить данные, а устройства могут передавать информацию друг другу. Представление о локальной и глобальной сети помогает разобраться, как устроен Интернет и как по нему ищут и передают информацию. Роли клиента и сервера встречаются при изучении сайтов, электронной почты и других сетевых служб. Эти знания позволяют проследить путь запроса от пользователя до ресурса и обратно.

Что запомнить

• Компьютерная сеть объединяет устройства для обмена данными и совместного использования ресурсов.
• Локальная сеть обычно охватывает небольшую территорию.
• Глобальная сеть связывает устройства и сети на больших расстояниях.
• Интернет — пример глобальной компьютерной сети.
• Сетевые протоколы задают правила обмена данными.
• Клиент отправляет запрос, а сервер предоставляет данные или услугу.