Компьютерные сети

Н. М. Ковган

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Учебное пособие  
для учащихся учреждений образования, реализующих 
образовательные программы среднего специального 
образования по специальностям «Программное 
обеспечение информационных технологий», 
«Электронные вычислительные средства»

Учебное электронное издание

Минск
РИПО
2019

ISBN 978-985-503-947-2
© Ковган Н. М., 2019
                                                                                  © Оформление. Республиканский институт 
                      профессионального образования, 2019

УДК 681.3(075.32)
ББК 32.973.202я723
К56

Р е ц е н з е н т ы :
кафедра информатики УО «Минский государственный  
высший радиотехнический колледж» (С. Г. Буянова);
доцент кафедры многопроцессорных систем и сетей 
Белорусского государственного университета,  
кандидат физико-математических наук, доцент Е. Д. Рафеенко.

К56
Ковган, Н. М.
Компьютерные сети : учебное пособие [Электронный ресурс]/ Н. М. 

Ковган. – Минск : РИПО, 2019. – 179 с. : ил.

ISBN 978-985-503-947-2.

Рассмотрены общие вопросы построения компьютерных сетей: сетевые 
архитектуры, 
аппаратные 
компоненты, 
способы 
коммутации, 
проверки правильности передачи данных, особенности сетевого программного обеспечения, взаимодействие аппаратного и программного 
обеспечения вычислительной техники, драйверы сетевых адаптеров, 
принципы работы протоколов разных уровней и адресации в сетях, а 
также разновидности локальных и глобальных компьютерных сетей. 
Приведены приемы и методы эксплуатации сетей, предоставления сетевых услуг и организации межсетевого взаимодействия.
Содержит список английских терминов с расшифровкой и описанием.
Предназначено для учащихся учреждений среднего специального образования по специальностям «Программное обеспечение информационных технологий», «Электронные вычислительные средства».

Текстовое электронное издание

Текст воспроизводится по печатному изданию 2014 г.

Минимальные системные требования:  
Microsoft Internet Explorer, версия 6.0 и выше,  
Adobe Acrobat Professional, версия 7.0 и выше

Для создания электронного издания использованы
Приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,
разработанное на основе Adobe Air.

Дата подписания к использованию 04.07.2019. Объем 2 Мб.

                                                                © Ковган Н. М., 2019

© Оформление. Республиканский институт
профессионального образования, 2019

ВВедение

Предметом изучения учебной дисциплины «Компью
терные сети» являются основные структуры вычислительных систем, сетей и средств коммуникации, сетевого программного обеспечения, протоколы глобальных и 
локальных вычислительных сетей, средства навигации 
и администрирования вычислительных сетей.

В предлагаемом учебном пособии раскрыты следую
щие основные вопросы: 

• методы проектирования компьютерных сетей;
• современное сетевое оборудование и программное 

обеспечение;

• принцип административного управления в вычис
лительных сетях;

• тенденции развития вычислительных сетей;
• сетевые архитектуры: типы, топологии, методы до
ступа к среде передачи; 

• аппаратные компоненты компьютерных сетей;
• способы коммутации, организация обработки и пе
редачи данных в сети, принципы пакетной передачи 
данных;

• способы проверки правильности передачи данных, 

обнаружения и устранения ошибок;

• особенности сетевого программного обеспечения, 

методы разработки сетевого программного обеспечения;

• взаимодействие аппаратного и программного обе
спечения вычислительной техники;

Введение

• методы и алгоритмы, обеспечивающие эффектив
ное взаимодействие компонентов вычислительной сети;

• драйверы сетевых адаптеров;
• основные понятия, принципы взаимодействия, раз
личия и особенности распространенных протоколов, установка протоколов в операционных системах;

• принципы работы протоколов разных уровней (на 

примере конкретного стека протоколов);

• принципы адресации в сетях;
• способы предоставления сетевых услуг и организа
ции межсетевого взаимодействия;

• приемы и методы рациональной эксплуатации ком
пьютерных сетей;

• взаимодействие сетевых комплексов с приложе
ниями;

• достоверность информации, ее защита и управле
ние доступом к информационным ресурсам.

РАЗдеЛ 1
СТРУКТУРА КОМПЬЮТеРнОЙ СеТи

1.1. осНоВНые терМиНы и поНЯтиЯ
В настоящее время существует множество способов и 

средств обмена информацией – от простейшего переноса 
файлов с помощью диска до всемирной компьютерной 
сети Интернет, способной объединить все компьютеры 
мира.

Компьютерная сеть – это группа соединенных ком
пьютеров и других устройств. Основное назначение компьютерной сети – совместное использование ресурсов и 
постоянная связь в реальном режиме времени.

Сети являются результатом развития компьютерных 

технологий и представляют собой как частный случай 
распределенных компьютерных систем, так и средство 
передачи информации на большие расстояния.

При работе с сетью часто пользуются следующими 

терминами: ресурсы, связь, абонент, сервер, клиент, среда передачи.

Ресурсы – данные, приложения и периферийные 

устройства (принтеры, модемы, сканеры и т. д.).

Связь в реальном режиме времени – это обмен со
общениями. Сообщения могут быть простыми списками, 
документами, видеоклипами. В данное время сети позволяют целому ряду пользователей одновременно вводить 
данные к периферийным устройствам; если нескольким 

Раздел 1. Структура компьютерной сети

пользователям необходимо распечатать один документ, 
все они обращаются к сетевому принтеру.

Абонент – это устройство, подключенное к сети и 

активно участвующее в информационном обмене. Чаще 
всего абонентом сети является компьютер. Абонентом 
также может быть сетевой принтер или другое периферийное устройство, имеющее возможность напрямую 
подключаться к сети. Далее вместо термина «абонент» 
будет использоваться термин «компьютер».

Сервер – абонент сети, который предоставляет свои 

ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть. Серверов 
в сети может быть несколько, и совсем не обязательно, 
что сервер – самый мощный компьютер. Выделенный 
сервер – это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи. Специфический 
тип сервера – это сетевой принтер.

Клиент – персональный компьютер, осуществляю
щий доступ к сетевым ресурсам, предоставленным сервером. Компьютер-клиент также часто называют рабочей страницей. В принципе каждый компьютер может 
быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Под сервером и клиентом часто понимают также не 

сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае приложение, которое только отдает 
ресурс в сеть, является сервером, а приложение, которое 
только пользуется сетевыми ресурсами, – клиентом.

Среда передачи – способ соединения персональных 

компьютеров.

1.2. КЛАссиФиКАЦиЯ сетеЙ
Существуют следующие способы классификации ком
пьютерных сетей:

1.2. Классификация сетей

• по территориа льному призна ку:
– локальная вычислительная сеть (LAN – Local Area 

Network) – объединение небольшого числа компьютеров 
в рамках одной организации и в ограниченном пространстве (комната, этаж, здание); 

– региональная сеть (MAN – Metropolitan Area Network) – 

создается крупными организациями, банками, средствами массовой информации или территориями для обмена 
информацией между удаленными абонентами;

– глобальная сеть (WAN – Wide Area Network) – 

образуется в результате объединения сетей различного 
масштаба, использования полного комплекса средств связи и соединений и охватывает информационным полем 
всю земную поверхность;

• по спосо бу у пра вления:
– одноранговые сети, в которых все компьютеры и 

соответственно абоненты равноправны по отношению друг 
к другу;

– сети на основе сервера – имеют более крупный 

масштаб (или это ЛВС, в которой повышены требования 
к доступу и защите информации). В таких сетях для обслуживания потребностей абонентов выделяют один или 
несколько серверов;

• по спосо бу соединения (топологии):
– линейная сеть («шина»), в которой все компьюте
ры подключены к общему каналу связи (кабелю), – содержит только два конечных узла и имеет только один 
путь между любыми двумя узлами;

– сеть «кольцо», в которой к каждому узлу подсо
единены только две ветви;

– сеть «звезда», в которой имеется только один про
межуточный узел;

– сеть «дерево», построенная по иерархической мо
дели.

Раздел 1. Структура компьютерной сети

1.3. осНоВНые типы сетеЙ
Локальные сети. Термин «локальные сети» понима
ют буквально, т. е. как сети, которые имеют небольшие, 
локальные размеры и соединяют близко расположенные 
компьютеры. Однако по характеристикам некоторых современных локальных сетей видно, что такое определение неточно. Например, некоторые локальные сети легко 
обеспечивают связь на расстоянии нескольких десятков 
километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, 
не близко расположенных зданий, а, может быть, даже 
целого города. С другой стороны, по глобальной сети 
вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на 
соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто 
не называет локальной сетью. Близко расположенные 
компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов, или 
даже без кабеля – по инфракрасному каналу, но такая 
связь тоже не называется локальной.

Таким образом, отличительные признаки локальной 

сети можно сформулировать следующим образом:

• высокая скорость передачи информации, большая 

пропускная способность сети;

• низкий уровень ошибок передачи; 
• эффективный, быстродействующий механизм управ
ления обменом по сети;

• заранее четко ограниченное количество компьюте
ров, подключаемых к сети. 

Глобальные сети. При таком определении понятно, 

что глобальные сети отличаются от локальных прежде 
всего тем, что они рассчитаны на неограниченное число 
абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления 
обменом в них не может быть гарантированно быстрым. 

1.3. Основные типы сетей

В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а 
сам факт ее существования.

На данный момент уже нельзя провести четкую гра
ницу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную 
сеть, но характер передаваемой информации, принципы 
организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от 
тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и 
в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается 
всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети. По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация, данные, 
изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т. д. Чаще всего локальные сети используются для 
разделения (совместного использования) таких ресурсов, 
как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех 
возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. 
Полноценными абонентами сети могут быть не только 
компьютеры, но и другие устройства, например, принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают также возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что многократно ускоряет 
решение сложных математических задач. С их помощью, 
как уже упоминалось, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с 
нескольких компьютеров одновременно.

Региональные сети. Нередко выделяют еще один 

класс компьютерных сетей – городские, региональные 
сети, которые обычно по своим характеристикам ближе 

Раздел 1. Структура компьютерной сети

к глобальным, хотя иногда все-таки имеют некоторые 
черты локальных сетей, например, высококачественные 
каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть локальной со 
всеми ее преимуществами. 

Одноранговые сети. В одноранговой сети все пер
сональные компьютеры равноправны, т. е. нет иерархии 
среди компьютеров и нет выделенного сервера. Обычно 
каждый компьютер функционирует и как клиент и как 
сервер, следовательно, нет отдельного компьютера, ответственного за всю сеть, и пользователи сами решают, 
какие данные сделать доступными в сети. Одноранговые 
сети чаще всего объединяют не более десяти персональных компьютеров. Они относительно просты и недороги, так как нет необходимости устанавливать мощный 
центральный сервер и другие компоненты, обязательные 
для сложных сетей (этим обычно объясняется высокая 
стоимость).

В одноранговой сети требования производительности 

и защищенности сетевого программного обеспечения, как 
правило, ниже, чем те же требования программного обеспечения выделенных серверов.

Целесообразность применения одноранговых сетей:
– количество пользователей – не более десяти человек;
– пользователи расположены компактно; 
– вопросы защиты данных не актуальны;
– в ближайшем будущем нет расширения сетей.
Сети на основе сервера. Большинство сетей име
ют следующую конфигурацию – они работают на основе 
выделенного сервера.

Выделенным называется сервер, который работает 

только как сервер и не используется в качестве клиента 
или рабочей станции. Он оптимизирован для быстрой 
обработки запросов от сетевых клиентов.