KOMPIUTERIŲ TINKLAI.
Technologinių problemų sprendimas
30.4.1
Mokytoja Lina Katarskienė
Mažeikių Gabijos gimnazija
2023-2024 m.m.
Šioje pamokoje
BENDRAVIMAS
• Gyvenant visuomenėje, žmonėms įprasta (įgimta) kalbėtis tarpusavyje, keistis informacija, žiniomis, paslaptimis ir t.t.
• Žmonės mėgsta bendrai dirbti, mokytis, praleisti laisvalaikį ar žaisti.
• Virtualioje skaitmeninėje visuomenėje – vartotojas nori turėti jam įprastas komunikavimo priemones ir sąlygas, kaip ir realiame pasaulyje.
• Telekomunikaciniai tinklai būtini, siekiant patenkinti žmogaus prigimtinius poreikius bendrauti.
KOMPIUTERIŲ TINKLAI = DUOMENŲ PERDAVIMO TINKLAI
Duomenų perdavimo tinklais perduodami duomenys t.y. tekstas, vaizdas, video, kalba.
Kompiuterių tinklo paskirtis - duomenų perdavimas.
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ ISTORIJA (1)
1960 m. JAV mokslinių tyrimų laboratorijose bei universitetuose 1950–1960 m. pradėta jungti kompiuterius naudojant esamas telefonų linijas (failų persiuntimas ~10 kbps)šaltinių dalinimosi ir bendradarbiavimo tikslais. .
1969 m. sukurtas ARPANET tinklas (JAV gynybos struktūrų iniciatyva) – pirmas žingsnis link Interneto. (veikė iki 1990 m.)
1970 m. mini kompiuterių pradžia; o į ARPAnet pradėjo jungtis ne tik karinės organizacijos, bet ir mokymo įstaigos.
1971 m. sukurtas pirmasis bevielis duomenų perdavimo tinklas ALOHAnet. Tinklą sudarė 7 kompiuteriai, esantys 4 skirtingose salose, kurie komunikavo su centriniu kompiuteriu, esančiu Oaho saloje nenaudodami telefoninio tinklo.
1970–1980 m. sukurtas TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protokolas, kuris tapo pagrindiniu interneto komunikacijų standartu. Šis protokolas leido skirtingiems tinklams tarpusavyje bendrauti ir sudaryti vieną globalų tinklą.
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ ISTORIJA(2)
�1980-1981 m. pradėjo funkcionuoti dar du dideli tinklai USENET ir BITNET. Sukuriamos standartizuotos LAN technologijos.
1983 m. JAV gynybos ministerijos ryšių agentūra priėmė sprendimą naudoti TCP/IP protokolą visuose ARPAnet tinklo mazguose, tai laikoma Interneto pradžia.
1991 m. žiniatinklio (web) sukūrimas. 1990-1991 m. Internetas tapo viešai prieinamas ir pradėjo sparčią augimo fazę. Šiuo metu daugelis įmonių ir asmenų pradėjo naudotis internetu komerciniais ir asmeniniais tikslais.
2000 m. ir vėliau stebima nuolatinė interneto technologijų plėtra. Daugiafunkciniai tinklai, debesų kompiuterija, virtualizacija ir kitos naujovės leidžia efektyviau naudoti tinklo resursus.
Pastaraisiais metais dėmesys yra skiriamas daiktų internetui , kuris susieja fizinį pasaulį su internetu. Tai reiškia, kad įvairūs įrenginiai ir prietaisai gali būti tarpusavyje prijungti ir bendrauti per tinklą. 3G, 4G ir 5G technologijos suteikia greitesnę ir stabilesnę belaidžio ryšio prieigą.
Kompiuterių tinklas – tai kompiuterių grupė, kurie sujungti kabeliais arba kitokiais informacijos perdavimui skirtais įrenginiais.
Visi šiuolaikiniai kompiuteriai turi specialias tinklo jungtis - tinklo plokštes-, kurios specialiais laidais ir atitinkamais antgaliais sujungtos tarpusavyje. Dažnai tinklo plokštės dažnai yra integruotos į pagrindinę plokštę
Didesnėms tinklams naudojami tinklo komutatoriai (angl. switches) leidžia efektyviai sujungti daug įrenginių, kie nukreipia duomenis tik tam kompiuteriui, kuriam jie skirti.
Bevieliams tinklams naudojamos bevielės plokštės (Wi-Fi adapteris).
Įrenginys | Funkcija | Naudojamas kada? | Išvaizda |
Komutatorius (Switch) | Jungia įrenginius viename tinkle; duomenys keliauja pagal MAC adresus | Dideli vidiniai tinklai (pvz., biurai) | Daug Ethernet lizdų, be antenų |
Maršrutizatorius (Router) | Sujungia tinklą su internetu; naudoja IP adresus, teikia Wi‑Fi ir DHCP | Namai, ofisai – kad būtų internetas | Su antenomis, keliais Ethernet lizdais |
Prieigos taškas (Access Point, AP) | Suteikia Wi-Fi signalą | Kai reikia belaidžio ryšio arba jo plėtimo | |
PAGRINDINIAI KOMPIUTERIŲ TINKLŲ TIPAI, JŲ KLASIFIKAVIMAS (1)
Pagal naudojimo paskirtį kompiuterių tinklas
gali būti:
aptarnaujantis privačius asmenims namuose arba mažuose biuruose, konkrečios organizacijos informacinius mainus.
didelių organizacijų vidiniam naudojimui arba už nustatytą mokestį teikiantis savo abonentams įvairias informacinių komunikacijų paslaugas, tarp jų ir telefoninį, kompiuterinį bei videoryšį.
palaikantis vartotojų tarpkontinentinius ryšius povandeniniais kabeliais ir palydovinio ryšio sistemomis.
PAGRINDINIAI KOMPIUTERIŲ TINKLŲ TIPAI, JŲ KLASIFIKAVIMAS (2)
Priklausomai nuo neaprėpiamo ploto ir naudojimo
pobūdžio tinklai skirstomi į
- nedidelis, uždaras kompiuterių tinklas, dažniausiai jungiantis vienos įstaigos arba atskiro jos padalinio kompiuterius su jų išoriniais įtaisais (spausdintuvais, duomenų saugyklomis ir pan.).
– įvairiomis ryšio linijomis jungiantis kompiuterių vartotojus didelėje teritorijoje (rajone, mieste).
– tai ryšio kanalais sujungtų mažesnių tinklų visuma.
– atskirų nutolusių vienas nuo kito kompiuterinių tinklų sujungimas į vieną tinklą internetu. VPN sukuria šifruotą tunelį, apsaugodamas tapatybę bei paslėpdamas IP adresą.
PAGRINDINIAI KOMPIUTERIŲ TINKLŲ �TIPAI, JŲ KLASIFIKAVIMAS (3)
Pagal architektūrinį išsidėstymą (topologiją) tinklai skirstomi į
- kai prie vieno centrinio kompiuterio atskiromis linijomis jungiami pavieniai terminalai, įvairūs išoriniai įrenginiai (spausdintuvai, braižytuvai) arba kiti kompiuteriai. Žvaigždė - tai šiuo metu dažniausiai naudojama LAN topologija.
- kai visi tinklo kompiuteriai ir išoriniai įrenginiai jungiami prie vienos ryšio magistralės. Pagrindinis šio jungimo būdo trūkumas yra tai, kad pažeidimas tinklo vienoje padaro neveiksnų visą tinklą.
- tai magistralinis tinklas su uždara ryšio magistrale. privalumas – patikimumas tai yra pažeidus vieną jungtį tarp kompiuterio ir komutatoriaus, likusi tinklo dalis veiks. Sugedus tinklo komutatoriui – tinklas nebeveikia.
PAGRINDINIAI KOMPIUTERIŲ TINKLŲ �TIPAI, JŲ KLASIFIKAVIMAS (4)
Priklausomai nuo ryšio būdo:
- kai duomenys perduodami laidu, pavyzdžiui, skiedinio kabeliu arba optiniu pluoštu.
- kai duomenys perduodami be fizinio laidinio ryšio, dažniausiai naudojant radijo bangas arba infraraudonuosius spindulius
Nepainiokite
Internetas – tai didžiausias pasaulyje kompiuterių tinklas, jungiantis visuotinius ir vietinius kompiuterių tinklus.
Intranetas – tai organizacijos viduje esantis vietinis tinklas, kuriame veikia interneto protokolai, leidžiantys naudotis visomis interneto teikiamomis paslaugomis: elektroniniu paštu, WWW ir kt.
Ekstranetas – tai intranetas prie kurio leidžiama prisijungti iš išorės, pavyzdžiui namų ar tėvelių kompiuteriai.
TINKLO SAVYBĖS�
Pagrindinės greičio charakteristikos:
• Kanalo plotis (bandwidth) - informacijos kiekis, kuris GALĖTŲ būti perduodamas iš taško A į B per tam tikrą laiko vienetą, matuojamas bps, Hz
• Pralaidumas (throughput) - bitų skaičius REALIAI perduotas duomenų perdavimo linija iš taško A į B per tam tikrą laiko
tarpą. matuojamas bps
Greičiausias vartotojams prieinamas greitis šiuo metu yra 1 GB/s.
JAV Energetikos departamento „ESnet“ mokslo tinklo sparta siekia 400 GB/s, tačiau čia jau kalbame apie tokius greičius, kokiais dirba NASA ir panašios organizacijos.
2020 m. bendra JK ir Japonijos inžinierių komanda - pasiektas neįtikėtinas interneto greičio rekordas – 178 terabitai per sekundę (Tb/s). Tokio interneto greičio užtektų visą „Netflix“ turinį parsisiųsti vos per vieną sekundę.
TINKLŲ ĮRANGA
Kompiuterių tinklus sudaro:
• Kompiuteriai ar kiti įrenginiai, besikeičiantys informacija ir atliekantys siuntėjo ir gavėjo vaidmenį;
• Komunikaciniai įrenginiai (maršrutizatoriai, komutatoriai, AP);
• Fizinės duomenų perdavimo terpės (media);
• Duomenų paketai, keliaujantys tinkle;
• Taisyklės, valdančios duomenų perdavimą ir nustatančios kaip pranešimai siunčiami, gaunami ir interpretuojami.
• Tinklo paslaugos.
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ ARCHITEKTŪRA
Tinklo architektūra nusako tinklo įrenginių roles, atsakomybes ir funkcijas tinkle.
Tinklo architektūra pasirenkama pagal vartotojų skaičių, programų reikalavimus, techninės priežiūros kaštus, tinklo geografiją ir t.t.
Tinklo architektūros modeliai:
1. Vieno rango (lygiarangiai, Peer-to-Peer )
2. Klientas – serveris
3. Hibridiniai
VIENO RANGO TINKLAS
Vieno rango tinklas – tai tinklas, kuriame visi įrenginiai yra funkciškai lygūs, o bendri tinklo resursai decentralizuoti.
Vieno rango tinklo savybės:
• Bendri failai saugomi decentralizuotai, o jų pateikimas – kiekvieno mazgo reikalas.
• Nedidelis tinklo naudotojų skaičius < 10
• Komunikacijos: mazgas – mazgas
• Naudojama nespecializuota OS
• Vartotojai dirba vienoje grupėje
• Nėra centralizuoto administravimo (įrenginio, valdančio visą tinklą)
• Kiekvienas vartotojas atsakingas už savo resursų valdymą
KLIENTAS – SERVERIS (1)
Kompiuterių tinkle paslaugos (failų, e-pašto, IS ir t.t. ) yra pateikiamos kliento-serverio rėžime t.y. klientas siunčia užklausimą dėl reikalingos informacijos, o serveris atsiunčia klientui tai, ko prašo klientas.
Klientas – tai tinklo įrenginys, kuris suformuoja užklausą nuotolinei sistemai, o gavęs duomenis juos perduoda užklausą suformavusiai programai.
Serveris – tai tinklo įrenginys, kuris laukia kliento užklausų ir jas vykdo.
Serveris gali aptarnauti keletą klientų vienu metu.
Žodis “serveris” kilęs iš „serve“.
KLIENTAS – SERVERIS (2)
Kliento serverio tinklo savybės:
– failų saugojimas,
– programos,
– duomenų bazės,
– tinklo valdymas
KOMUTACIJA
TINKLŲ VEIKIMO PATIKIMUMAS� BEI SAUGUMAS (1)
Kokiomis priemonėmis tai užtikrinama?
Fizinį duomenų perdavimą reglamentuoja įvairūs elektronikos inžinerijos standartai:
• ISO - International Organization for Standardization
• ANSI - American National Standards Institute
• IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
• ITU - International Telecommunication Union
• EIA/TIA - Electronic Industries Alliance / Telecommunications Industry Association
TINKLŲ VEIKIMO PATIKIMUMAS BEI SAUGUMAS (2)
Minėti standartai nustato tokius tinklo parametrus:
• Fizinės ir elektrinės terpės savybės
• Jungtys ir jų mechanines savybes
• Signalo kodavimą (bitų vertimas į atitinkamą signalą pvz. elektrinį signalą į šviesą arba radio bangas)
• Signalo kontrolės principus
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ PASLAUGŲ TEIKIMUI REIKALINGOS TECHNINĖS BEI TECHNOLOGINĖS PRIEMONĖS (1)
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ PASLAUGŲ TEIKIMUI REIKALINGOS TECHNINĖS BEI TECHNOLOGINĖS PRIEMONĖS (2)
Fizinė duomenų perdavimo terpe (angl. media) gali būti:
Duomenų perdavimo terpė apibrėžia:
KOMUNIKACIJŲ PRINCIPAS
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Įvairius interneto procesus valdo skirtingi protokolai.
Protokolas – tai susitarimai, leidžiantys, skirtingiems kompiuteriams keistis informacija, pvz. FTP, HTTP, SMTP, POP, DNS protokolai.
Kiekvienas kompiuteris, kuris jungiasi prie tinklo arba interneto turi savo unikalų IP adresą (IP Adress), pvz. 192.168.0.1 (keturi skaičiai, kiekvienas kurių yra nuo 0 iki 255 bei atskirti taškais).
INTERNETO PROTOKOLAS (1)
INTERNETO PROTOKOLAS (2)
TCP/IP protokolai
�TCP ir IP protokolai buvo sukurti JAV Gynybos ministerijos užsakymu eksperimentiniam tinklui ARPANET apie 1970 m.
�Pagrindiniai reikalavimai protokolams buvo:
• Didelis duomenų perdavimo patikimumas (TCP)�• Tinkamumas globaliems tinklams (IP)
�Šiandien TCP/IP protokolų stekas naudojamas tiek WAN tiek LAN tinkluose �TCP/IP protokolai yra atviri ir gamintojai juos gali naudoti nemokamai. ��
NAUDOJAMI PROTOKOLAI (TRANSPORTO LYGMUO):�
TCP angl. Transmission Control Protocol
yra garantuoto duomenų pristatymo protokolas. �
UDP angl. User Datagram Protocol
tai greito duomenų perdavimo protokolas, kuris negarantuoja paketų pristatymo gavėjui.�UDP protokolas naudojamas tokiose srityse kaip vaizdo ar garso perdavimas realiu laiku.
�IP angl. Internet protocol
protokolo paskirtis paketo persiuntimas nuo vieno maršrutizatoriaus kitam, kol bus pasiektas gavėjas. ��
NAUDOJAMI PROTOKOLAI (TAIKOMASIS LYGMUO) (1):�
HTTP - angl. HyperText Transfer Protocol
– pagrindinis metodas informacijai pasauliniame tinkle (WWW) pasiekti. Pradinė protokolo paskirtis – pateikti standartinį būdą HTML puslapiams skelbti ir skaityti.
HTTPS
- yra saugi HTTP versija, naudojanti SSL/TLS saugos metodus.
FTP - angl. File Transfer Protocol
– standartas failų perdavimui, leidžiantis apsikeisti bet kokio tipo failais be papildomo apdorojimo.
SNMP - angl. Simple Network Management Protocol
– vienas iš tinklo protokolų, skirtas tinkle veikiantiems įrenginiams stebėti ir valdyti.
NAUDOJAMI PROTOKOLAI (TAIKOMASIS LYGMUO) (2):�
SMTP - angl. Simple Mail Transfer Protocol
- standartas el.pašto laiškų perdavimui internete. Naudojamas elektroniniams laiškams pristatyti į gavėjo el.pašto dėžutę.
POP3 - angl. Post Office Protocol Version 3
– naudojamas elektroninių laiškų gavimui iš serverio. Paprastai yra naudojamas kartu su SMTP protokolu.
IMAP - angl. Interactive Mail Access Protocol
DNS - angl. Domain Name System
– internete be skaitinių IP adresų naudojami simboliniai vardai. Leidžia kreiptis į tinklo resursus lengviau įsimenamu simboliniu vardu. Pvz: lt.wikipedia.org, o ne 91.198.174.2.
INTERNETO VEIKIMO PRINCIPAI BEI TAISYKLĖS, KURIŲ LAIKANTIS UŽTIKRINAMAS INTERNETO PASLAUGŲ TEIKIMAS (1)
TINKLO ĮRENGINIŲ ADRESAVIMAS.(1)
Adresavimas
TCP/IP tinkluose kiekvienas mazgas turi tris adresus:
• MAC adresą (technologijos Ethernet, Token Ring, FDDI)
Media Access Control (MAC) adresas - unikalus 17 simbolių (pavyzdžiui, 00:1A:C2:9B:00:68), kuris naudojamas kaip aparatinės įrangos identifikatorius, padeda tinklo administratoriams arba stebėtojams sekti arba profiliuoti kiekvieną vartotojo tinklo veiklą ir vietą laikui bėgant. MAC adresus visam laikui priskiria įrenginio gamintojas, kad būtų galima atpažinti jūsų įrenginį iš kitų
• IP adresą (IPv4 arba IPv6)
IP adresai tvarko loginį nukreipiamąjį ryšį iš jūsų įrenginių ir tinklų ir gali keistis atsižvelgiant į vietą . Kiekvienas įrenginys, kompiuteris, telefonas, interneto maršrutizatorius, turi savo unikalų IP adresą, kuris padeda atpažinti įrenginius tinkle ir siųsti informaciją tarp jų.
�• Domeninį vardą (FQDN)
Ryšys tarp MAC ir IP adreso realizuojamas naudojant ARP protokolą.
Ryšys tarp IP adreso ir domeninio vardo sudaromas naudojant DNS tarnybą.
TINKLO ĮRENGINIŲ ADRESAVIMAS.(2)
AIPv4 adresas
(pvz., 192.0.2.28). Tokiu būdu galima sudaryti apie 4 milijardus IPv4 adresų.
Win+R>>cmd>>ipconfig (128 bitai; IP; potinklis; maršrutizatorius)
TINKLO ĮRENGINIŲ ADRESAVIMAS.(3)
pvz.: IP adresas 150.10.46.12 nusako, kad
kompiuteris yra 150.10 tinkle ir jo adresas tame tinkle yra 46.12
TINKLO ĮRENGINIŲ ADRESAVIMAS.(4)
TINKLO ĮRENGINIŲ ADRESAVIMAS.(5) IPV6
TINKLO ĮRENGINIŲ ADRESAVIMAS.(6)
Statiniai ir dinaminiai IP adresai.
puslapius (tinklalapius) saityne savo kompiuteryje.
DOMENŲ VARDAI (1)
DOMENŲ VARDAI (2)
Domenų struktūra, o kartu ir domenų vardų sistema yra hierarchinė – kiekvienas žemesnio lygio domenas yra atitinkamo aukštesnio lygio domeno dedamoji, dar vadinama subdomenu (didesnio domeno poaibis).
Subdomenas - yra domeno išplėtimas, pridedamas prieš pagrindinį domeno vardą, skirtas atskirti skirtingas svetainės dalis ar funkcijas.
Domenas (pagrindinis domenas) - yra pagrindinis interneto adresas, dažniausiai sudarytas iš dviejų dalių: vardas ir domeno galūnė.
DOMENŲ VARDAI (3)
www yra subdomenas, kuris dažnai laikomas „standartiniu“
Istoriškai, www buvo naudojamas kaip įprastas žiniatinklio (web) svetainių subdomenas, kad atskirtų jas nuo kitų paslaugų, pvz.:
Šiandien daugelis svetainių veikia tiek su www, tiek be jo, nes serveriai (ir DNS) yra sukonfigūruoti nukreipti abu adresus į tą pačią vietą.
Hostingas - tai serveris (kompiuteris), kuriame talpinami jūsų svetainės turinio failai.
Jei įsivaizduotume, kad domenas yra svetainės adresas, tuomet hostingas būtų jos namas.
Norint sukurti veikiančią interneto svetainę, būtini jie abu.
DOMENŲ VARDAI (2)
BELAIDŽIAI TINKLAI
• IEEE 802.11 – žinomas kaip WiFi ;
• IEEE 802.15 – žinomas kaip Bluetooth (Wireless Personal Area Network (WPAN)) ir skirtas mažiems personaliniams tinklams, Atstumas iki 100 m.;
• IEEE 802.16 – žinomas kaip WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access).
BEVIELIS PIEIGOS TAŠKAS
KOKIA TINKLŲ NAUDA?
�• Bendras resursų naudojimas.
Nutolęs vartotojo gali dalintis resursais su kitais vartotojais.
�• Galimybė prieiti prie nutolusios informacijos:
�finansinės institucijos, e-parduotuvės, e-laikraščiai, žurnalai, bibliotekos.
�• Socialinis bendravimas:
e-paštas, forumai,konferencijos, pokalbiai ir t.t.
�• Nuotolinis mokymas
�• Medicininė ir ekspertinė pagalba
�• Pramogos ir žaidimai tinkle. �
KOMPIUTERIŲ TINKLŲ PASLAUGOS
PRAKTINĖS VEIKLOS