Вспомните зачем данные которые передаются по интернету разбиваются на пакеты кратко

Обновлено: 05.07.2024

Пакет - единица информации, передаваемой по компьютерной сети.

заголовок - часть пакета, содержащий следующую информацию:

данные - это часть пакета, содержащая собственно передаваемые данные;

трейлер (или концевик) - это часть пакета, содержащая информацию для проверки ошибок при приеме пакета.

Назначение пакетов

Данные обычно содержатся в больших по размерам файлах. Однако сети не будут нормально работать, если компьютер посылает этот блок данных целиком. Существует две причины, замедляющие работу сети при передаче по кабелю больших блоков данных.

Во-первых, такой блок, посылаемый одним компьютером, заполняет кабель и "связывает" работу всей сети, т.е. препятствует взаимодействию остальных сетевых компонентов.

Во-вторых, возникновение ошибок при передаче крупных блоков приводит к повторной передаче всего блока. А если поврежден небольшой блок данных, то требуется повторная передача именно этого небольшого блока, что значительно экономит время.

Чтобы быстро и легко, не тратя времени на ожидания, передавать по сети данные, надо разбить их на небольшие управляемые блоки. Эти блоки называются пакетами или кадрами. Хотя термины "пакет" и "кадр" синонимичны, полными синонимами они все-таки не являются. Существуют различия между этими терминами в компьютерных сетях некоторых типов.

Пакет - основная единица информации в компьютерных сетях. При разбиении данных на пакеты скорость их передачи возрастает настолько, что каждый компьютер в сети получает возможность принимать и передавать данные практически одновременно с остальными компьютерами. На целевом компьютере (компьютере-получателе) пакеты накапливаются и выстраиваются в должном порядке для восстановления исходного вида данных.

При разбиении данных на пакеты сетевая операционная система добавляет к каждому пакету специальную управляющую информацию. Она обеспечивает:

передачу исходных данных небольшими блоками;

сбор данных в надлежащем порядке (при их получении);

проверку данных на наличие ошибок (после сборки).

Структура пакета

Пакеты могут содержать несколько типов данных:

определенные виды данных и команд, управляющих компьютером (например, запросы к службам);

коды управления сеансом (например, запрос на повторную передачу для исправления ошибки).

Основные компоненты

Некоторые компоненты являются обязательными для всех типов пакетов:

адрес источника (source), идентифицирующий компьютер-отправитель;

адрес местоназначения (destination), идентифицирующий компьютер-получатель;

инструкции сетевым компонентам о дальнейшем маршруте данных;

информация компьютеру-получателю о том, как объединить передаваемый пакет с остальными, чтобы получить данные в исходном виде;

информация для проверки ошибок, обеспечивающая корректность передачи.

Компоненты пакета группируются в три раздела: заголовок, данные и трейлер.

Вся информация в сетях как в локальных, так и в интернете передаётся не сплошным потоком, а разбивается на отдельные фрагменты, называемые пакетами. Иногда, в различных типах сетей, применяются другие названия: блоки, сегменты, кадры, ячейки. В чем смысл такой разбивки? Не проще ли передать файл целиком?

Да, файл передать целиком проще. Но система разбивки на пакеты обладает огромными преимуществами, в конечном итоге приводящими к существенному повышению скорости передачи информации. В самом деле, если между двумя точками сети нужно передать какой-то файл, то всегда имеется множество маршрутов, по которым это можно сделать. Всегда выбирается маршрут с наиболее высокой скоростью передачи. И пакет отправляется по нему. В следующую миллисекунду этот маршрут может уже не быть наилучшим, и следующий пакет уже будет отправлен по другому маршруту. Таким образом достигается наиболее рациональная загрузка сети и наивысшая скорость передачи данных.

Понятно, что если отправлять весь файл целиком, то не факт, что маршрут, бывший наилучшим на начало передачи данных, таковым останется. К тому же в случае сбоя на маршруте, если пакет данных придет повреждённым, его проще и быстрее переслать заново, чем пересылать целый файл. Даже ваш любимый струйный принтер Canon Pixma iX4000 получает задания на печать от компьютера или ноутбука пакетами, а не сплошным непрерывным потоком.

Типичный размер пакета: 1-2 КБайта. В конце пакета как правило записывается проверочная информация, которая и позволяет принимающему устройству определить, дошел ли пакет без ошибок. Там, например, может быть стоять шестнадцатеричное число, равное числу единиц в теле пакета. Подсчитав число единиц в пакете и сравнив с контрольным числом, приёмноё устройство сделает вывод о том, дошел ли пакет без повреждений.

Правила передачи пакетов данных в интернете описываются протоколом TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

Информатика. Учебник для 9 класса (по учебнику К. Ю. Полякова, Е.А. Еремина, базовый уровень)

§4. Глобальная сеть Интернет.

Что такое Интернет?

Ключевые слова:

Первая версия сети была построена в 60-х годах XX века американскими военными. Перед разработчиками поставили задачу: создать сеть, которая осталась бы работоспособной при разрушении 70% узлов (в случае ядерной войны). У такой сети не должно быть центра, от которого зависит её работа. В то же время невозможно соединить каждый компьютер с каждым — на это нужно слишком много линий связи. В результате было найдено решение: сделать сеть, состоящую из ячеек, как рыболовная сетка (рис. 1.10). Такие сети называются распределёнными.

Рис. 1.10

В узлах сети стоят специальные компьютеры — маршрутизаторы, которые направляют каждый пакет данных кратчайшим маршрутом по адресу, указанному в заголовке пакета.

Если же этот канал связи вышел из строя, то пакет будет отправлен по более длинному, но работающему пути.

В Интернете нет единого центра управления. Если бы он существовал, то для разрушения всей сети было бы достаточно уничтожить этот центр.

Как подключиться к Интернету?

Пользователь получает доступ к глобальной сети через провайдера — фирму, локальная сеть которой непосредственно связана с Интернетом.

Существует несколько способов подключения к провайдеру:

• с помощью ADSL-модема, который использует телефонную линию, но позволяет одновременно разговаривать по телефону и работать в Интернете; скорость передачи данных из Интернета к пользователю может достигать 25 Мбит/с;

• через кабельную локальную сеть провайдера (если она существует в вашем доме); в этом случае телефонная линия не используется;
• с помощью оптических сетей с высокой пропускной способностью (англ. PON: Passive Optical Network — пассивная оптическая сеть); в таких сетях для передачи данных со скоростью до 2,5 Гбит/с используются оптоволоконные кабели и оптические разветвители, которые не требуют питания и обслуживания;
• с помощью беспроводных модемов (USB-модемов — рис. 1.11), которые используют сети сотовых операторов и работают везде, где доступна мобильная связь; скорость передачи данных для сетей 3-го поколения (англ. 3G : 3 rd generation) достигает 10 Мбит/с, а в сетях 4-го поколения (4G) — до 1 Гбит/с;

Рис. 1.11
• с помощью беспроводных каналов связи по технологии Wi-Fi (со скоростью до 54 Мбит/с).

Постройте в тетради или в электронных таблицах столбчатую диаграмму, на которой сравниваются наибольшие скорости передачи данных в кабельных, оптических и беспроводных сетях различного типа.

Протоколы Интернета

Вы уже знаете, что для передачи информации источник и приёмник должны использовать один и тот же протокол — набор правил, определяющих порядок обмена данными в сети. В Интернете используется семейство протоколов TCP/IP. Название TCP/IP происходит от двух самых важных протоколов — TCP и IP.

Используя дополнительные источники, найдите ответы на вопросы.
— Когда было разработано семейство протоколов TCP/IP?
— От каких иностранных выражений образованы сокращения TCP и IP? Что они означают?

С помощью протокола TCP компьютер устанавливает соединение с другим компьютером и обеспечивает доставку данных. Блок данных, который нужно передать, разбивается на пакеты (размер пакета обычно не превышает 1,5 Кбайта).

IP-протокол устанавливает правила построения пакета и систему IP-адресов, с помощью которой маршрутизаторы определяют маршруты движения пакетов.

IР-адреса

Для удобства обычно разбивают это число на группы из 8 двоичных разрядов (октеты):

и записывают каждую группу в десятичной системе счисления:

В IP-адресе закодированы номер сети и номер компьютера в сети. Такая структура чем-то напоминает обычный почтовый адрес: индекс определяет номер почтового отделения, а адрес — конкретные улицу, дом и квартиру.

Определите, в каком диапазоне должно находиться каждое из четырёх чисел, составляющих IP-адрес. Как вы рассуждали?

Какие последовательности не могут быть IР-адресами?

101.123.278.211 156.21.0.1 257.212.100.1

112.345.0.43 23.32.12.11 101.1.201.2

В связи с бурным развитием Интернета адресов, которые можно использовать при таком кодировании, уже не хватает для всех желающих. Поэтому разработана новая система IР-адресов, в которой на каждый адрес отводится 128 бит, а не 32, как сейчас. Такой адрес записывается в виде восьми групп по четыре шестнадцатеричные цифры, разделённых двоеточиями, например:

Адреса такого типа использует новая, шестая версия IP-протокола, которая называется IPv6. Полный переход на IPv6 займёт несколько лет, он потребует больших денежных затрат и замены всех устаревших устройств.

IP-адрес присваивается не компьютеру, а каналу связи (интерфейсу). Поэтому один компьютер может иметь несколько IP-адресов, например если у него есть сетевая карта и адаптер Wi-Fi или две сетевые карты.

Доменные имена

Используя дополнительные источники, выясните, от каких иностранных слов образовано сокращение DNS и что они означают.

Домен — это группа символьных адресов в Интернете. Домены образуют многоуровневую структуру (иерархию, дерево), вкладываются друг в друга, как матрёшки (рис. 1.12).

Рис. 1.12

Чем-то такая система напоминает почтовый адрес, в котором указывается страна, город, улица, дом, квартира.

Точка в корне дерева — это корневой домен. Домены верхнего уровня могут обозначать страну, каждая страна имеет свой двухбуквенный домен. Например, домены ru, рф и su принадлежат России.

Используя дополнительные источники, выясните, почему России принадлежит домен su.

Используя дополнительные источники, найдите ответы на вопросы.
— Какие восемь общих доменов верхнего уровня появились в 1984 году?
— Какие домены верхнего уровня были добавлены в 2001 году?
— Каково назначение доменов верхнего уровня edu, name, eco, jobs, mobi, travel?

Когда вы вводите адрес сайта (доменное имя) в адресной строке браузера, сначала отправляется запрос на DNS-сервер, цель которого — определить IP-адрес сервера. Если это удалось, направляется запрос на получение главной (домашней) страницы сайта, причём для этого используется полученный IP-адрес, а не доменное имя.

В то же время несколько небольших сайтов могут размещаться на одном компьютере и иметь один и то же IР-адрес.

Выводы

• Интернет не имеет единого центра управления и никому не принадлежит.
• Маршрутизатор — это компьютер, пересылающий пакеты данных между участками сети.
• Для обмена данными в Интернете используются протоколы семейства TCP/IP. Кроме того, каждая служба имеет свой протокол верхнего уровня (уровня приложения).
• IP-адрес — это числовой адрес узла сети.
• Доменное имя — это символьное имя сайта. Для преобразования доменных имён в IP-адреса используют DNS-серверы.

Нарисуйте в тетради интеллект-карту этого параграфа.

Вопросы и задания

1. Вспомните, зачем данные, которые передаются по Интернету, разбиваются на пакеты.
2. Какова роль маршрутизаторов?
3. Какими способами можно подключить ноутбук к Интернету? Если все варианты доступны, какой вы выберете? Почему?
4. Приведите пример, когда компьютер может иметь несколько 1Р-адресов.
5. Сколько битов в памяти нужно выделить для хранения 1Р-адреса?
6. Зачем нужны доменные адреса?
7. Выполните по указанию учителя задания в рабочей тетради.

Данные в компьютерных сетях передаются в виде пакетов. Пакет — это основная единица информации, сформированная в виде небольшого по размеру управляемого блока данных. Чтобы быстро и легко передавать по сети данные, надо разбить их на пакеты. Данные обычно содержаться в больших по размерам файлах. Сети не будут нормально функционировать, если компьютер посылает этот блок данных целиком. Существует две причины, замедляющие работу сети при передаче по кабелю больших блоков данных. Во–первых, такой блок, посылаемый одним компьютером, заполняет кабель и “связывает” работу всей сети, т.е. препятствует взаимодействию остальных сетевых компонентов. Во–вторых, возникновение ошибок при передаче крупных блоков приведет к повторной передаче всего блока. А если поврежден небольшой блок данных, то требуется повторная передача именно этого небольшого блока, что значительно экономит время.

При разбиении данных на пакеты скорость их передачи возрастает на столько, что каждый компьютер в сети получает возможность принимать и передавать данные практически одновременно с остальными компьютерами. На компьютере– получателе пакеты накапливаются и выстраиваются в нужном порядке для восстановления исходного вида данных.

Несмотря на то, что в различных сетях данные разбиваются на пакеты по разному, некоторые компоненты являются обязательными для всех типов пакетов, а именно:

· адрес источника, идентифицирующий компьютер–отправитель;

· передаваемые данные;

· адрес место назначения, идентифицирующий компьютер–получатель;

· инструкции сетевым компонентам о дальнейшем маршруте данных;

· информацию компьютеру–получателю о том, как объединить передаваемый пакет с остальными, чтобы получить данные в исходном виде;;

· информацию для проверки ошибок, обеспечивающая корректность передачи.

Формат и размер пакета зависит от типа сети. А максимальный размер пакета определяет, в свою очередь, количество пакетов, которое будет создано сетевой операционной системой для передачи большого блока данных.

Процесс формирования пакета начинается на Прикладном уровне модели OSI, т.е. там, где “рождаются” данные. Информация, которую надо переслать по сети, проходит сверху вниз все семь уровней, начиная с Прикладного. На каждом уровне компьютера–отправителя к блоку данных добавляется информация, предназначенная для соответствующего уровня компьютера получателя.Например, информация, добавленная на Канальном уровне компьютера–отправителя, будет прочитана Канальным уровнем компьютера–получателя. Транспортный уровень разбивает исходный блок данных на пакеты. Структура пакетов определяется специальным средством, называемое протоколом, который используют два компьютера — получатель и отправитель. На Транспортном уровне, кроме того, к пакету добавляется информация, которая поможет компьютеру–получателю восстановить исходные данные их последовательности пакетов. Когда, завершив свой путь к кабелю, пакет проходит Физический уровень, он содержит информацию всех остальных шести уровней.

Передача данных по сети, с технической точки зрения, должна быть разбита на ряд последовательных шагов, каждому их которых соответствуют свои правила и процедуры, или протоколы. Таким образом, сохраняется строгая очередность в выполнении определенных действий. Кроме этого, эти действия должны быть выполнены в одной и той же последовательности на каждом сетевом компьютере. На компьютере–отправителе эти действия выполняются сверху вниз, а на компьютере–получателе снизу вверх.

· адрес источника, идентифицирующий компьютер–отправитель;

· передаваемые данные;

· адрес место назначения, идентифицирующий компьютер–получатель;

· инструкции сетевым компонентам о дальнейшем маршруте данных;

· информацию для проверки ошибок, обеспечивающая корректность передачи.