Передавання даних мережею здійснюють таким чином. Дані перед передаванням поділяють на невеликі порції, до яких долучають керівну інформацію, зокрема, адреси відправника й одержувача та порядковий номер порції. Таку порцію даних разом із керівною інформацією називають пакетом. Пакети послідовно передають мережею на комп'ютер-одержувач і збирають на ньому у правильному порядку.
Рівні обміну даними у комп'ютерних мережах:
· прикладний (верхній) рівень , на якому діє прикладна програма, що оперує даними та здійснює доступ до мережної служби;
· мережевий рівень, на якому дані вже розглядають як пакети;
· фізичний рівень (кабелі, сигнали), на якому дані передають бітами.
На комп'ютері-відправникові дані, які надсилає прикладна програма, поділяють на пакети, а пакети — на біти, що передають мережею.
На комп'ютері-одержувачеві все відбувається у зворотному порядку: біти збирають у пакети, а пакети — у дані, що інтерпретує прикладна програма й надає їх користувачеві.
Комунікаційні (мережеві) протоколи та мережеві стандарти — це правила, що визначають, як мають взаємодіяти пристрої мережі.
У цих протоколах, зокрема, визначено:
· як дані поділяють на пакети;
· які сигнали підтвердження передавання;
· як будуть виявляти й опрацьовувати помилки передавання.
Інтернет складається з мереж рiзного масштабу: великих нацiональних магiстральних мереж, регiональних i локальних мереж. Ці мережі можуть перекривати одна одну. Тому будь-яка пара вузлів пов’язана мiж собою не одним, а багатьма каналами зв’язку. Саме тому Інтернет забезпечує стiйкий зв’язок. У разi руйнування частини мережi пакети iнформацiї можуть обходити ушкодженi дiлянки.
Протокол TCP/IP — основний протокол передавання даних в Інтернетi.
Абревiатура TCP/IP складається з двох частин:
· TCP — Transmition Control Protocol — протокол керування передаванням;
· IP — Internet Protocol — протокол Internet.
TCP забезпечує надiйний зв’язок мiж комп’ютерами й керує передаванням даних. Протокол TCP подiляє iнформацiю на порцiї — пакети, кожному зяких надає номер для правильного вiдновлення iнформацiї пiд час одержання.
IP додає до кожного пакета службову iнформацiю з адресами вiдправникiв i одержувачiв, забезпечуючи доставку всiх пакетiв одержувачевi.
Окремi пакети можуть подорожувати рiзними шляхами Інтернету та дiстатися до одержувача у будь-якому порядку. По надходженнi всiх пакетiв згідно з протоколом TCP їх буде розташовано один за одним i забезпечено складання повiдомлення. Якщо деякi пакети загубилися, з допомогою протоколу TCP буде розв’язано й цю проблему. Маршрути руху пакетiв мережею розраховує спецiальна програма — маршрутизатор.
Ethernet. Найпоширеніший сьогодні протокол і стандарт для проводових локальних мереж.
WAP (Wireless Application Protocol — протокол безпроводового доступу). Стандарт для інтернет-комунікації. Застосовується для доступу до Інтернету з мобільних телефонів.
Wi-Fi (Wireless Fidelity — безпроводова точність). Стандарт для обладнання безпроводових мереж та торгова марка консорціуму Wi-Fi Alliance, до якого входять найбільші виробники комп'ютерного устаткування та обладнання Wi-Fi. Мобільні пристрої (телефони, смартфони, ноутбуки), які оснащено прийомопередавачами Wi-Fi, можна підключати до локальної безпроводової мережі та Інтернету. Wi-Fi має обмежений радіус дії (зазвичай 45 метрів у приміщенні та 90 метрів зовні).
WiMAX, Mobile WiMAX і Mobile-Fi. Низка технологій безпроводових мереж, які призначено для використання разом із технологією Wi-Fi або замість неї з метою розширення безпроводових мереж. Зокрема, мережа WiMAX забезпечує кращий доступ до Інтернету, ніж Wi-Fi, та має більшу площу покриття.
Bluetooth. Стандарт для безпроводових персональних мереж. Забезпечує обмін інформацією між такими пристроями, як кишенькові та звичайні персональні комп'ютери, мобільні телефони, ноутбуки, принтери, цифрові фотокамери, миші, клавіатури, джойстики, навушники. Зв'язок підтримується на відстані від 10 до 100 метрів (відстань залежить від наявності перешкод).
Розглянемо побудову й організацію роботи комп'ютерних мереж. Спочатку з'ясуємо, як комп'ютери фізично з'єднують у мережу, яке додаткове обладнання для цього застосовується і які функції воно виконує.
Передавати інформацію можна за допомогою фізичних сигналів різної природи. Це можуть бути електричні сигнали, електромагнітне випромінювання, оптичні сигнали. Залежно від виду сигналу використовують різні середовища передавання — проводові чи безпроводові.
Середовище передавання — це фізичне середовище, у якому можливе передавання інформаційних сигналів у вигляді електричних, світлових та інших імпульсів.
Швидкість передавання даних — одну з основних характеристик середовища передавання — вимірюють у бітах за секунду (біт/с), кілобітах за секунду (кбіт/с), мегабітах за секунду (Мбіт/с) та гігабітах за секунду (Гбіт/с).
Спочатку кабелі — мідні (кручена пара, коаксіальний кабель) чи оптоволоконні — були єдиним середовищем, що яке використовували для підключення пристроїв до мережі. У коаксіальних кабелях і кручених парах для передачі даних використовують мідь. У оптоволоконних кабелях для передачі даних використовують скло або пластик. Ці кабелі мають різну смугу пропускання, розміри і вартість.
Кручена пара — це тип мідного кабелю з такою будовою.
Дроти кабелю розбито на пари. Пара дротів утворює ланцюг, яким передають дані. Дроти пари переплетено для захисту від перешкод-шумів, породжених сусідніми парами дротів кабелю. Пари дротів укладено в кольорову пластикову ізоляцію і сплетено воєдино. Пучки кручених пар захищає
зовнішнє обплетення. Такий кабель використовують у телефонному зв'язку і у більшості мереж Ethernet.
Коаксіальний кабель — це кабель з ізольованою мідною жилою, оточеною металевою оболонкою-екраном. Коаксіальний кабель використовують для підключення комп'ютерів у мережі та поширення сигналів телебачення.
Оптоволоконний кабель — сучасний і найшвидший мережний кабель — складається із напівпрозорих скляних чи пластикових волокон, кожне з яких тонше за людську волосину.
Цифрові дані передають цим кабелем у вигляді світлових імпульсів, які породжують лазером. Швидкість передавання при цьому сягає мегабітів за секунду, а кількість волокон у кабелі може становити декілька сотень. Оптоволоконні кабелі використовують для передавання великих обсягів даних на значні відстані. Наприклад, для передавання однієї сторінки відомої енциклопедії «Британіка» традиційним міжконтинентальним кабелем потрібно кілька секунд. А в разі використання оптоволоконного кабелю за долі секунди можна передати всі 15 томів цієї енциклопедії.