ГДЗ: Параграф § 14 / Информатика 11 класс

Компьютерная сеть — это группа из двух или более компьютеров, соединенных каналами передачи данных. Сеть предоставляет возможности быстрого обмена данными, совместного использования ресурсов (таких как принтеры, память), коллективной работы над проектами и удаленного управления компьютерами.

Компьютер-сервер выполняет функцию обслуживания — он предоставляет доступ к своим ресурсам и/или управляет распределением ресурсов всей сети. Компьютер, использующий ресурсы сервера, называется клиентом (или рабочей станцией).

Сети классифицируют по:

• Территориальному распространению (локальные, глобальные);
• Архитектуре (одноранговые, с выделенным сервером);
• Скорости передачи данных (низкоскоростные, среднескоростные, высокоскоростные);
• Типу среды передачи данных (проводные, беспроводные).

Одноранговой называют сеть, в которой все компьютеры обладают равными правами и могут пользоваться ресурсами друг друга. В отличие от нее, в сети с выделенным сервером один или несколько компьютеров выступают в роли сервера, управляя ресурсами и доступом для всех остальных компьютеров (клиентов).

По территориальному признаку различают:

• Локальные сети (LAN);
• Глобальные сети (WAN).

В тексте учебника, помимо LAN и WAN, упоминаются PAN, CAN, MAN, и BAN. Дополнительная информация о них (поиск в других источниках):

• PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для связи личных устройств пользователя (например, Bluetooth-соединение).
• CAN (Campus Area Network) — кампусная сеть, охватывающая территорию образовательного или промышленного комплекса.
• MAN (Metropolitan Area Network) — городская сеть, охватывающая территорию города или большого региона.
• BAN (Body Area Network) — сеть, соединяющая носимые медицинские устройства на теле человека.

Различают проводные (кабельные) среды, примерами которых являются:

• Телефонный провод;
• Коаксиальный кабель;
• Витая пара;
• Оптоволоконный кабель.

А также беспроводные среды, использующие радиоволны.

Примечание: Ответ требует использования дополнительных источников, как указано в задании. В предоставленном тексте учебника эти конкретные цифры не указаны.

В зависимости от стандарта (например, 802.11n, 802.11ac, 802.11ax/Wi-Fi 6) максимальная скорость и расстояние передачи данных в сети Wi-Fi могут сильно варьироваться:

• Максимальная скорость: может достигать от сотен Мбит/с (старые стандарты) до нескольких Гбит/с (новейшие стандарты, такие как Wi-Fi 6/6E).
• Расстояние передачи: обычно составляет десятки метров в помещении (до 30–50 м) и может достигать 100–300 м на открытом пространстве.

К аппаратным компонентам сетей относятся:

• Сетевые адаптеры;
• Повторители (репитеры);
• Концентраторы (хабы);
• Коммутаторы (свитчи);
• Мосты (бриджи);
• Маршрутизаторы (роутеры);
• Шлюзы.

Данное задание является проектным и требует самостоятельного поиска информации и оформления презентации. Основные функции устройств, упомянутые в тексте:

• Сетевой адаптер: устройство, обеспечивающее сопряжение компьютера со средой передачи данных.
• Повторитель (репитер): устройство, усиливающее и повторяющее сигнал для увеличения расстояния его передачи.
• Коммутатор, мост, маршрутизатор, шлюз: используются для соединения логических сегментов и различных сетей.

Обозначим параметры:

• Время передачи в город А: \( T_A = 60 \) с.
• Пропускная способность канала А: \( V_A \).
• Пропускная способность канала Б: \( V_Б = V_A / 3 \).
• Размер файла (объем информации) в А: \( I_A \).
• Размер файла в Б: \( I_Б \).

Формула для размера файла: \( I = F \cdot R \cdot t \cdot M \), где \( F \) — частота дискретизации, \( R \) — разрешение, \( t \) — время звучания, \( M \) — количество каналов (1 для моно, 2 для стерео).

• Файл А (Стерео): \( M_A = 2 \). Частота \( F_A \), Разрешение \( R_A \). \( I_A = F_A \cdot R_A \cdot t \cdot 2 \).
• Файл Б (Моно): \( M_Б = 1 \). Разрешение \( R_Б = 2 \cdot R_A \). Частота \( F_Б = F_A / 2 \). \( I_Б = (F_A/2) \cdot (2 \cdot R_A) \cdot t \cdot 1 = F_A \cdot R_A \cdot t \cdot 1 \).

Отношение размеров файлов: \( I_A / I_Б = (F_A \cdot R_A \cdot t \cdot 2) / (F_A \cdot R_A \cdot t \cdot 1) = 2 \). Следовательно, \( I_A = 2 \cdot I_Б \), или \( I_Б = I_A / 2 \).

Время передачи \( T = I / V \).

• Для города А: \( T_A = I_A / V_A \).
• Для города Б: \( T_Б = I_Б / V_Б = (I_A / 2) / (V_A / 3) = (I_A / V_A) \cdot (3 / 2) = T_A \cdot 1.5 \).

Подставляем \( T_A = 60 \) с: \( T_Б = 60 \cdot 1.5 = 90 \) с.

Ответ: Передача файла в город Б длилась \( 90 \) секунд.

В компьютерных сетях используется следующее программное обеспечение:

• Сетевые компоненты операционной системы;
• Служебные программы;
• Прикладные программы.

Большинство прикладных программ построены по клиент-серверной технологии. В этом случае программа состоит из двух частей: клиентской части (позволяющей обращаться к ресурсам других компьютеров) и серверной части (отвечающей на запросы клиента). Другое ПО (например, компоненты ОС или служебные программы) может быть однородным (не разделенным на клиент-сервер) и обеспечивать базовые функции сети.

Сетевой протокол — это совокупность особых соглашений и технических процедур, которые регулируют порядок и способ осуществления связи между компьютерами, объединенными в сеть. Они необходимы для того, чтобы обмен данными происходил без потерь и искажений, обеспечивая взаимодействие программного обеспечения.

Передача данных в современных сетях осуществляется на основе стека протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

• Протокол IP: отвечает за адресацию (определяет адреса получателя и отправителя) и передачу пакетов между сетями.
• Протокол TCP: управляет разбивкой данных на отдельные пакеты, их доставкой и объединением обратно в исходное сообщение.

Локальной сетью (LAN) называется сеть, компьютеры которой расположены близко друг к другу — чаще всего в одной комнате, здании или нескольких близлежащих зданиях.

Топология сети — это конфигурация, способ, которым элементы сети (компьютеры, оборудование) соединены между собой. Основные топологии: шинная, кольцевая, радиальная (звезда), древовидная. В настоящее время древовидная топология является самой распространенной.

Данное задание является исследовательским, и ответ зависит от конкретной реализации сети в кабинете.

• Архитектура: Обычно сети в учебных заведениях используют архитектуру с выделенным сервером (например, для централизованного хранения данных и управления доступом учеников).
• Топология: Чаще всего используется радиальная (звезда) или древовидная топология, где все компьютеры подключены к коммутатору, который, в свою очередь, может быть связан с другими коммутаторами или сервером.
• Подключение к Интернету: Подключение к глобальной сети осуществляется через специальное устройство — шлюз, который связывает локальную сеть с сетью провайдера.

Глобальными сетями (WAN) называются сети, предназначенные для объединения большого числа отдельных компьютеров и локальных сетей, которые расположены на значительных расстояниях (сотни и тысячи километров). Интернет — это глобальная компьютерная сеть.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая множество научных, корпоративных, государственных и других сетей, а также персональные компьютеры пользователей, соединенные каналами передачи данных.

Данное задание требует использования дополнительных источников. Результаты могут объясняться:

• Численность населения (страны с большим населением, такие как Китай, Индия, США, имеют наибольшее число пользователей).
• Уровень экономического развития и доступность технологий.
• Проникновение Интернета (процент населения, имеющего доступ).

IP-адрес в стандарте IPv4 — это 32-битный уникальный идентификатор узла в сети. Он фигурирует в виде четырех десятичных чисел, разделенных точками (например, 227.195.208.12). Это сделано для того, чтобы адрес был более удобным и понятным для восприятия человеком, поскольку 32-битное двоичное число слишком громоздко для работы. Каждое из четырех чисел соответствует одному байту (8 битам), и 8 бит может принимать значения от \( 0 \) (\( 00000000_{2} \)) до \( 255 \) (\( 11111111_{2} \)).

IP-адрес состоит из четырех десятичных чисел (байтов), разделенных точками. Фрагменты нужно объединить в правильной последовательности: \( 213.20.82.19 \).

Ответ: \( 213.20.82.19 \).

Адрес сети находится путем поразрядной конъюнкции IP-адреса и маски подсети.

• Байт 1: \( 211 \) & \( 255 \) = \( 211 \)
• Байт 2: \( 64 \) & \( 255 \) = \( 64 \)
• Байт 3: \( 254 \) & \( 240 \)
  • \( 254_{10} = 11111110_{2} \)
  • \( 240_{10} = 11110000_{2} \)
  • Конъюнкция: \( 11111110_{2} \) & \( 11110000_{2} \) = \( 11110000_{2} = 240_{10} \)
• Байт 4: \( 139 \) & \( 0 \) = \( 0 \)

Ответ: Адрес сети равен \( 211.64.240.0 \).

Адрес сети \( 117.191.80.0 \) получен в результате конъюнкции IP-адреса \( 117.191.84.37 \) и маски.

• Байты 1, 2 (117, 191): не изменились, следовательно, маска: \( 255.255 \).
• Байт 4 (37, 0): адрес узла стал \( 0 \), следовательно, маска: \( .0 \).
• Байт 3: \( 84 \) и \( X \to 80 \).
  • \( 84_{10} = 01010100_{2} \) (IP)
  • \( 80_{10} = 01010000_{2} \) (Сеть)
  • Чтобы получить \( 01010000_{2} \) из \( 01010100_{2} \), маска \( M \) должна иметь нули на позициях, где IP имеет единицы, а Сеть — нули. В данном случае, IP-адрес имеет \( 1 \) на 5-й позиции справа, а адрес сети — \( 0 \). Это означает, что соответствующий бит маски должен быть \( 0 \). Маска должна быть \( 11111000_2 \) или \( 11111100_2 \) или \( 11111110_2 \) и т.д.
  • Проверим стандартные маски:
  • Если маска \( 255.255.248.0 \): \( 248_{10} = 11111000_{2} \). \( 01010100_{2} \) & \( 11111000_{2} \) = \( 01010000_{2} = 80_{10} \).

Ответ: Маска подсети, соответствующая этому результату, может быть \( 255.255.248.0 \).

Доменное имя — это символьный адрес, составленный из разделенных точками слов или сокращений, который соответствует цифровому IP-адресу и является более удобным для пользователей (например, gosulugi.ru).

Домены верхнего уровня — это часть доменного имени, записанная после последней точки. Примеры:

• Административные (по типу организации): gov, edu, org, com;
• Географические: ru, by, cy, uk.

DNS-серверы (Domain Name System) служат для преобразования доменных имен в IP-адреса и наоборот, используя распределенную базу данных. Это необходимо для того, чтобы пользователь мог обращаться к ресурсам Интернета, используя удобные символьные имена, а не сложные цифровые IP-адреса.

Основные этапы (вехи) в истории развития компьютерных сетей:

• 1950–1960-е: Появление терминалов для удаленной работы с мэйнфреймами.
• 1969 год: Создание ARPANET — первой глобальной сети.
• 1970–1980-е: Появление первых локальных сетей (Ethernet, Token Ring), начало функционирования электронной почты.
• 1980–1990-е: Введение протокола TCP/IP и системы DNS, коммерческое использование Интернета.
• 1990–2000-е: Появление первых веб-сайтов, Интернет становится средством массовой коммуникации, массовое подключение к сети, развитие беспроводных сетей.

Данное задание является исследовательским. Всемирный день Интернета отмечается в разных странах в разные даты. Наиболее известная дата — 29 октября (в честь первого сеанса связи ARPANET в 1969 году) или 4 апреля (день святого Исидора Севильского, покровителя Интернета).