Режим

Опыты

0/4

Выберите опыт: модель подготовит сеть, а засчитается он по вашим действиям.

    Сеть из 6 компьютеров

    Топология
    Отправитель
    Получатель

    На схеме: нажмите на кабель — он перерезается; на компьютер или концентратор — он ломается. Повторное нажатие чинит.

    Время

    0,0 с

    Модель упрощена: длины кабелей, задержки и IP-адреса — учебные. Анимация скачивания ускорена, настоящее время — в карточке «Время t».

    Топология «звезда»

    Сеть работает
    A → D
    пакет на связи нет связи обрыв
    Кабели и устройства на схеме нажимаются
    На связи6 / 6все компьютеры
    Путь сообщения—нажмите «Отправить»
    Кабель (учебно)0—
    Доп. оборудование——

    Что вы выяснили о топологиях

    по опытам

    Ячейки заполняются, когда вы проверяете это сами: отправляете сообщение, режете кабель, ломаете узел.

    Что происходит

    Журнал

      1

      Компьютерная сеть и её классификация урок 3

      меняйте масштаб
      Компьютерная сеть — взаимосвязанные вычислительные устройства, которые могут обмениваться данными и совместно использовать ресурсы. Чтобы построить сеть, нужно как минимум два компьютера (или ноутбук, смартфон и т. д.).

      Сети классифицируют по четырём признакам: по территории, по принадлежности, по скорости передачи данных и по среде передачи данных.

      По территорииЧто охватывает
      Локальная (LAN)ограниченная зона: комната, кабинет, здание, учреждение
      Региональнаягород или регион; объединение нескольких LAN
      Глобальнаявесь мир; самый яркий пример — интернет

      Пример локальной сети: в кабинете 5 компьютеров и один принтер. Объединив их в сеть, мы даём доступ к принтеру — общему ресурсу — каждому компьютеру. Региональная сеть появилась при слиянии компьютеров больших компаний; ей нужны дополнительное оборудование, защита, иногда — свой сервер.

      По принадлежности сети бывают ведомственные (частные организации: банки, холдинги, корпорации) и государственные (например, сеть для работы почты).

      ИграКакая это сеть по территории? Нажмите на карточку, потом на группу.
      2

      Скорость и среда передачи данных урок 3

      двигайте скорость
      Скорость передачи данных — количество бит, которые передаются через канал за одну секунду (бит/с).
      Категория сетиСкорость
      Низкоскоростнаядо 10 Мбит/с
      Среднескоростнаядо 100 Мбит/с
      Высокоскоростнаясвыше 100 Мбит/с
      Сверхвысокоскоростнаядо 10 Гбит/с
      ЗапомниГраница — 100 Мбит/с. «До 100» — среднескоростная, «свыше 100» — высокоскоростная. Смотрите на слово в условии.
      Скорость канала50 Мбит/с
      среднескоростная
      Проверь себя:

      Нажмите на кабель — увидите его в разрезе и что по нему бежит.

      Среда передачи бывает проводная и беспроводная. Проводные — это кабели:

      • Витая пара — одна или несколько пар изолированных проводов, скрученных между собой; до 1000 Мбит/с.
      • Коаксиальный — два проводника: тонкий внутренний и цилиндрический внешний; 50–100 Мбит/с.
      • Оптоволоконный — сверхбыстрый, до 3 Гбит/с: вместо электрических зарядов передаёт фотоны (свет).

      По витой паре и коаксиальному кабелю бегут электрические заряды, по оптоволокну — свет, поэтому оптоволокно самое быстрое. Современные оптические магистрали передают и намного больше, но в задачах ЕНТ берут значение до 3 Гбит/с.

      Беспроводная сеть работает без проводов и охватывает примерно до 100 метров. Самый распространённый вид — Wi-Fi (сначала его придумали на замену кабельным сетям). Беспроводные виды связи: радиосвязь, Wi-Fi, WiMAX.

      Беспроводная связьСкорость
      Радиосеть (Wi-Fi)11–54 Мбит/с
      Микроволновая5–10 Мбит/с
      Инфракрасные лазерыдо 100 Мбит/с
      Плюсы беспроводной сетиудобно работать с любыми устройствами; не нужен кабель
      Минусынесовпадение с другими радиочастотами; низкая информационная безопасность (радиоволны можно перехватить); слабая защита от внешних помех
      ИграПроводная или беспроводная среда передачи?
      3

      Клиент-серверная и одноранговая сеть урок 3

      переключайте схему

      Компьютеры соединяют в сеть двумя большими способами:

      Клиент-серверная архитектура — один компьютер работает как сервер, остальные — клиенты.
      • Клиент — компьютер, подключённый к сети и получающий услуги.
      • Сервер — компьютер, который обслуживает клиентов. Обычно он мощнее: больше памяти, база данных, дополнительные ресурсы.
      Одноранговая сеть — все компьютеры равны, сервера нет. Если нужно управлять процессом, компьютеры берут эту роль по очереди. На этой архитектуре построена технология блокчейн — с её помощью появились первые электронные монеты, например биткоин.
      Типичный вопрос ЕНТ«Абонент сети, отдающий в сеть свой ресурс» → сервер. Ключевые слова — «отдающий ресурс».
      4

      Топологии сети урок 3

      оборвите кабель
      Топология — геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению друг к другу.
      • Физическая топология — как физически расположены и подключены компьютеры, принтеры и другие устройства.
      • Логическая топология — схема потока данных: в каком направлении и каким образом данные передаются.
      ТопологияКак устроенаПлюс / минус
      Шинавсе компьютеры на одном общем кабеле+ простой монтаж, дёшево
      − кабель повреждён — связь обрывается
      Кольцосигнал идёт по кругу в одном направлении+ простое соединение
      − данные идут через все компьютеры — скорость низкая
      Звездавсе подключены к центральному концентратору (или коммутатору)+ быстрая передача
      − дорого: отдельный кабель каждому и доп. оборудование
      Деревозвёзды на разных уровнях: узел высокого уровня связан с узлами нижнего (иерархическая)удобно расширять по уровням

      Топологии можно смешивать: где-то шина, где-то кольцо, где-то звезда — это смешанная топология.

      ИграПро какую топологию это сказано?
      5

      Пропускная способность. Формула Q = q · t урок 4

      посчитайте сами
      Пропускная способность сети — максимальное количество данных, которые передаются через сеть за одну секунду. Единица — бит в секунду. Именно она определяет, насколько эффективно работает сеть.

      Что на неё влияет:

      • технические возможности кабелей (оптоволокно намного быстрее витой пары);
      • другие устройства сети, например маршрутизатор — он определяет эффективный маршрут пакетов;
      • тип передаваемых данных и топология (физическая и логическая);
      • число пользователей: чем их больше, тем больше трафика;
      • характеристики компьютеров и блока питания. Если сервер рассчитан на 20 компьютеров, а подключено 30, он не успевает всех обслужить.
      Q=q·t

      Q (большое) — объём переданной информации, q (маленькое) — пропускная способность (бит/с), t — время в секундах. Калькулятор на ЕНТ разрешён — главное правильно перевести единицы.

      ВажноВ информатике «кило» — это 1024, а не 1000 (2¹⁰). 1 Кбит = 1024 бит, 1 Кбайт = 1024 байт. Минуты переводим в секунды (× 60), байты в биты (× 8).
      6

      Перевод единиц. Входящий и исходящий трафик урок 4

      из чего — во что

      Задачи дают в разных единицах: биты, байты, килобайты, мегабайты, терабайты. Правило «лесенки»: переходим к более крупной единице — делим, к более мелкой — умножаем. Между битом и байтом — 8, между остальными ступенями — 1024.

      Нажмите на единицу «из», потом на единицу «в».
      ПонятиеЧто это
      Входящий трафикпоток информации, получаемый из сети интернет
      Исходящий трафикданные, отправляемые в сеть интернет
      Скорость получениямаксимальная скорость получения информации через интернет
      Скорость передачимаксимальное количество информации, передаваемой с вашего компьютера в сеть
      7

      Облачные технологии урок 4

      кому открыт доступ
      Облачная технология — сервис, предоставляющий удалённый доступ через интернет или локальную сеть к ресурсам: хранению, обработке и совместной работе с данными.

      Облако — это не просто «дополнительная память», а целая инфраструктура: в нём можно хранить, создавать и совместно редактировать документы, проводить общие конференции, вести общий календарь.

      Вид облакаДля кого
      Частноетолько для одной организации (компании) и её сотрудников
      Публичноедля свободной работы всех пользователей, имеющих доступ к интернету (почта, социальные сети)
      Общественноедля конкретного сообщества пользователей с общей целью и одинаковыми запросами
      Гибридноекомбинация двух или более видов облаков; используют крупные компании

      Примеры облачных служб: Google Диск, OneDrive, iCloud, Amazon Web Services. Для резервного копирования пользовательских данных есть облачное хранилище SugarSync.

      ИграЭто преимущество или недостаток облачных технологий?
      8

      Стек TCP/IP, пакеты и VPN урок 6

      нажмите на часть пакета
      Протокол — правила, по которым компьютеры общаются. TCP/IP — набор (стек) протоколов, который диктует, как компьютерам правильно общаться между собой. Стек имеет 4 уровня, на каждом — свои протоколы.
      TCP — транспортный уровеньпротокол управления передачей: делит данные на пакеты и обеспечивает гарантированную доставку
      IP — межсетевой уровеньинтернет-протокол: отвечает за адресацию и определяет максимально эффективный маршрут

      Пакетная передача: сначала TCP делит данные на пакеты, затем пакеты адресуются и доставляются по своим маршрутам, у получателя их собирают обратно. У каждого пакета — свой маршрут.

      Названия уровней даны для ориентира; на ЕНТ важно, что TCP — транспортный, IP — межсетевой.

      VPN — частная виртуальная сеть: технология, позволяющая создать защищённую логическую сеть поверх частной или публичной сети (при наличии высокоскоростного интернета). Данные идут через защищённый туннель.

      Провайдеры или государство иногда ставят ограничения в сети; VPN-туннель помогает их обойти и защититься, например, от атак. Три применения VPN:

      • доступ в интернет и обход ограничений;
      • доступ в корпоративную сеть извне — для удалённых сотрудников и клиентов (для этого VPN и создавали);
      • объединение сегментов корпоративной сети — филиалов в разных местах.
      9

      IP-адрес: октеты, версии и виды урок 6

      щёлкайте биты
      IP-адрес — 32-битное число, уникальный номер, однозначно определяющий компьютер в сети интернет. IP-адреса присваивают провайдеры — компании, которые дают доступ в интернет.

      Записывают его как 4 десятичных числа через точку. Каждое число — октет, он весит 8 бит, поэтому лежит в диапазоне от 0 до 255: восемь нулей — это 0, восемь единиц — 255. 4 × 8 = 32 бита.

      IP-адрес состоит из номера сети (первые 2–3 числа, например 192.168.0) и номера компьютера (хоста) — например, последнее число 101.

      ВерсияДлинаЗапись
      IPv432 бита: 2³² ≈ 4,3 млрд адресовдесятичная: 192.168.0.101
      IPv6128 бит — адресов намного большешестнадцатеричная: латинские буквы и цифры, 2001:db8::7a1
      Соберите октет из 8 бит
      Больше 255 восемь бит не дают.

      Виды IP-адресов. Внутренние применяются в локальных сетях, внешние (публичные) — для выхода в интернет. Внешние бывают:

      • статические — постоянные, не изменяются, прописываются вручную и доступны неограниченное время;
      • динамические — присваиваются устройству на время: подключились к провайдеру — получили адрес, отключились — вернули.
      10

      Классы IP-адресов и маска подсети урок 6

      побитовое И

      Количество IP-адресов ограничено, поэтому их разделили на 5 классов. Класс определяют по первому октету.

      КлассПервый октетМаска / назначение
      A1–127255.0.0.0 · коммерческий
      B128–191255.255.0.0 · коммерческий
      C192–223255.255.255.0 · коммерческий
      D224–239многоадресная рассылка
      E240–255эксперименты и зарезервированные адреса

      Классы A, B, C — коммерческие, ими пользуются чаще всего. От A к C нулей в маске становится меньше.

      Маска подсети нужна, чтобы определить границу: какая часть IP-адреса — номер сети, а какая — номер хоста. По ней компьютер понимает, кто с ним в одной подсети (с ними он обменивается пакетами напрямую), а кто за её пределами (туда пакеты идут через шлюз по умолчанию).

      Границу находят побитовым умножением — логическим И между IP-адресом и маской: в позициях нулей маски биты обнуляются. Получается номер сети.

      Лайфхак ЕНТКаждый бит умножать не нужно: где в маске 255 — переписываем октет IP как есть, где 0 — пишем 0.
      N=2ⁿ − 2

      Максимальное число компьютеров в сети: n — число свободных битов (нулей в маске). Два адреса зарезервированы (адрес самой сети и широковещательный адрес), поэтому вычитаем 2. Пример: маска 255.255.0.0 — два нулевых октета, n = 16: 2¹⁶ − 2 = 65 536 − 2 = 65 534.

      Номер компьютера в сети — это свободные биты адреса, переведённые в десятичную систему. Маска оканчивается на 240 = 11110000 — свободны последние 4 бита. Если последний октет IP равен 44 = 00101100, номер компьютера 1100₂ = 8 + 4 = 12.

      11

      DNS и доменные имена урок 6

      разберите имя
      Доменное имя — символьное имя, части которого разделены точками; это «адрес» сайта, указатель на сервер. Например, google.kz: google — название компании, kz — территория.
      DNS (система доменных имён) преобразует доменные имена в IP-адреса и обратно. Это как контакты в телефоне: мы набираем имя, а звонок идёт по номеру. Набирать 32-битное число неудобно — имя запомнить легче.
      • каждое доменное имя в интернете уникально; длина — до 63 символов (точнее — каждой части между точками);
      • IP-адрес есть у каждого компьютера в сети, а доменное имя — не у каждого: его имеют серверы, к которым идёт много запросов;
      • DNS — стандартная служба имён интернета и работает в рамках стека TCP/IP; работу системы доменных имён обеспечивают DNS-серверы.

      Наведите на домен — подсветится путь от корня.

      Имя читают справа налево: справа — домен первого (верхнего) уровня, левее — второго, затем третьего и так далее. В www.microsoft.com: com — первый уровень, microsoft — второй (название компании), www — третий (интернет-служба). Над первым уровнем — корневой домен, его обозначают точкой.

      Домен второго уровня регистрируют в компании, которая даёт права на домен, и платят за него каждый год; бесплатными часто бывают домены третьего уровня.

      Административные3 и более букв: com, edu, gov, net, org, info, biz
      Географическиестрана или территория: kz, ru, it, cn
      ИграАдминистративный или географический домен верхнего уровня?
      12

      Ловушки ЕНТ и итог

      повторите перед тестом
      Вопросы для самопроверкиПопробуйте ответить сами, потом нажмите на карточку.
      Итог за 30 секунд
      • Сеть — минимум 2 устройства, которые обмениваются данными и ресурсами. По территории: локальная, региональная, глобальная (интернет).
      • По скорости: до 10 Мбит/с — низко-, до 100 — средне-, свыше 100 — высокоскоростная, до 10 Гбит/с — сверхвысокоскоростная.
      • Витая пара — 1000 Мбит/с, коаксиальный — 50–100 Мбит/с, оптоволокно — до 3 Гбит/с (свет).
      • Сервер обслуживает клиентов и отдаёт ресурс; в одноранговой сети все равны (блокчейн).
      • Шина — один кабель; кольцо — по кругу в одном направлении; звезда — через концентратор; дерево — иерархия.
      • Q = q · t; кило = 1024; минуты → секунды; байты → биты × 8.
      • Облака: частное, публичное, общественное, гибридное.
      • TCP — гарантированная доставка (транспортный), IP — адрес и маршрут (межсетевой); пакет: хедер, тело, футер; VPN — защищённый туннель.
      • IPv4 — 32 бита, 4 октета по 0–255; IPv6 — 128 бит. Классы A–E по первому октету; N = 2ⁿ − 2.
      • DNS: доменное имя ↔ IP-адрес; уровни читаем справа налево.

      Конспект основан на уроках 3, 4 и 6 курса SABAQ по информатике. Длины кабелей, задержки и IP-адреса в симуляции учебные, схемы и модели упрощены. Устройства сети — сетевая плата, коммутатор, роутер, модем — разобраны в соседней лабке «Аппаратура компьютерных сетей».