Тест на тему Глобальная сеть интернет. IP-адреса узла. Большие данные

Ниже представлен тест по информатике для 9 класса. Тест состоит из 20 открытых вопросов на темы: Глобальная сеть Интернет, IP-адреса узла, Большие данные. Каждый вопрос сопровождается образцом ответа.

1. Вопрос: Опишите понятие глобальной сети Интернет и чем она отличается от локальной сети (LAN). Ответ: Интернет — это глобальная совокупность компьютерных сетей, объединённых общими протоколами TCP/IP и обеспечивающих доступ к ресурсам по всему миру. Отличия от LAN: масштаб охвата (мир/международный vs ограниченная территория), маршрутизация между автономными системами, использование глобального именования (DNS), более сложная инфраструктура и множество провайдеров услуг.

2. Вопрос: Что такое IP-адрес узла в сети? Какие типы IP-адресов существуют? Ответ: IP-адрес узла — уникальный идентификатор устройства в сети, позволяющий отправлять и получать данные. Существуют IPv4 и IPv6; внутри IPv4 — публичные и приватные адреса; адреса могут быть статическими или выданными через DHCP.

3. Вопрос: Сравните IPv4 и IPv6 по формату, размеру адресного пространства и возможностям автоконфигурации. Ответ: IPv4 использует 32-битные адреса (пример: 192.0.2.1) и ограничено примерно 4 миллиардами адресов; IPv6 использует 128-битные адреса (пример: 2001:db8::1) и имеет огромное адресное пространство. IPv6 поддерживает авто-конфигурацию (stateless address autoconfiguration) и не требует NAT в типичных сценариях; IPv4 чаще требует NAT и DHCP.

4. Вопрос: Назовите три диапазона приватных IPv4-адресов и объясните, зачем они нужны. Ответ: 10.0.0.0/8; 172.16.0.0/12; 192.168.0.0/16. Эти диапазоны предназначены для локальных сетей внутри организаций и домашних сетей, чтобы устройства общались внутри своей сети без использования глобальных адресов.

5. Вопрос: Что такое публичный IP-адрес и почему в большинстве сетей используется NAT? Ответ: Публичный IP-адрес — адрес, доступный в глобальном Интернет. NAT применяется для преобразования множества приватных адресов внутренней сети в один или несколько публичных, чтобы экономить адресное пространство и обеспечивать безопасность скрытия внутренних устройств.

6. Вопрос: Что такое маска подсети? Приведите пример расчета сетевого адреса и диапазона хостов для сети 192.168.1.10/24. Ответ: Маска подсети определяет, какая часть IP-адреса относится к сети, а какая — к хосту. Для 192.168.1.10/24 сетевой адрес — 192.168.1.0, адрес вещания (broadcast) — 192.168.1.255, допустимый диапазон хостов — 192.168.1.1–192.168.1.254.

7. Вопрос: Что такое шлюз по умолчанию и какую роль он выполняет в локальной сети? Ответ: Шлюз по умолчанию — маршрутизатор, через который выходят данные за пределы локальной сети. Он выполняет маршрут к удалённым сетям и Интернету, пересылая пакеты между локальной сетью и внешними сетями.

8. Вопрос: Как устройству в сети присваивается IP-адрес: через DHCP или статическую настройку? Опишите принцип работы DHCP. Ответ: DHCP — протоколDynamic Host Configuration Protocol. Клиент запрашивает адрес у DHCP-сервера, сервер арендует адрес на фиксированный срок, предоставляет маску подсети, шлюз и другие параметры. Статическую настройку задают вручную администратором или пользователем.

9. Вопрос: Что такое DNS и как он помогает пользователю работать в Интернете? Опишите последовательность разрешения имени в IP-адрес. Ответ: DNS — система доменных имён, преобразующая человекочитаемые домены (например, example.com) в IP-адреса. Последовательность: клиент запрашивает DNS-имя → локальный резолвер обращается к рекурсивному DNS-серверу, который последовательно обращается к корневым, TLD и авторитетным серверам и возвращает IP-адрес.

10. Вопрос: Что такое пакет в сети TCP/IP? Что содержится в IP-пакете и TCP/UDP-сегменте? Ответ: IP-пакет содержит заголовок IP (адреса источника и получателя, протокол, фрагментацию и др.) и полезную нагрузку (данные). TCP/UDP-сегмент содержит заголовок транспортного уровня (порты источника и назначения, управляющую информацию — номера последовательности в TCP, флаги, окно и т. п.) и полезную нагрузку.

11. Вопрос: Как устроена маршрутизация в интернете? Какую задачу выполняет маршрутизатор? Ответ: Маршрутизация — поиск пути от источника к получателю через множество сетей и маршрутизаторов. Маршрутизаторы анализируют таблицы маршрутов и принимают решения, какой следующий хоп использовать для достижения цели, на основе протоколов и политик маршрутизации.

12. Вопрос: Объясните различия между понятиями узел, хост, IP-адрес узла и адрес сети. Ответ: Узел — любое устройство в сети; хост — устройство, которое может получать сетевые сервисы (сервер/клиент); IP-адрес узла — уникальный адрес конкретного устройства (интерфейса); адрес сети — адрес, который идентифицирует сеть в рамках подсети (например, 192.168.1.0 в 192.168.1.0/24).

13. Вопрос: Какие существуют проблемы приватности и безопасности, связанных с IP-адресами? Как можно снизить риски? Ответ: IP-адрес может позволять отслеживать местоположение, связывать активность пользователей и т. п. Решения: использовать VPN, HTTPS, шифрование трафика, временные IPv6-адреса, NAT, брандмауэры, осторожность в общедоступных сетях.

14. Вопрос: Перечислите уровни модели TCP/IP и назовите пример протоколов на каждом уровне. Ответ: Прикладной уровень (HTTP, HTTPS, FTP, DNS), транспортный уровень (TCP, UDP), интернет-уровень (IP), сетевой/канальный уровень (Ethernet, Wi‑Fi). В обучающих целях можно запомнить «Пр: HTTP; Транспорт: TCP/UDP; Интернет: IP; Канал: Ethernet/Wi‑Fi».

15. Вопрос: Что такое Большие данные (Big Data)? Какие 4V характеризуют большие данные? Приведите примеры. Ответ: Большие данные — массивы данных настолько объемные, быстрые и разнообразные, что обычные методы обработки не справляются. 4V: Объем (Volume), Скорость (Velocity), Разнообразие/Разнообразие форм данных (Variety), Достоверность/Валидность (Veracity). Примеры: логи серверов, клики пользователей, данные сенсоров, соцсетевые посты.

16. Вопрос: Назовите источники больших данных и поясните, какие данные обычно собираются. Ответ: Соцсети (посты, лайки, комментарии), датчики (температура, движение), логи веб-серверов и приложений, транзакции покупок, мобильные устройства (местоположение, события). Эти данные характеризуются высокой скоростью и разнообразием форм.

17. Вопрос: Что такое пакетная обработка данных и потоковая обработка данных? Когда применяют каждую из них? Ответ: Пакетная обработка анализирует данные пакетами по заданному расписанию (например, раз в ночь), подходит для больших объемов и устойчивых задач. Потоковая обработка обрабатывает данные по мере их поступления в реальном времени, полезна для мониторинга, сигналов в реальном времени.

18. Вопрос: Какие существуют инструментальные подходы/инструменты для обработки больших данных и чем они отличаются (например, Hadoop и Spark)? Ответ: Hadoop — экосистема для пакетной обработки больших данных; HDFS для хранения, MapReduce/барьеры для обработки; ориентирован на пакетную обработку. Spark — движок обработки данных в памяти, поддерживает пакетную и потоковую обработку, быстрее за счет кеширования и результивирует сложные алгоритмы. В практических задачах часто комбинируют: хранение в Hadoop/HDFS, обработка в Spark.

19. Вопрос: Какие проблемы этики и приватности возникают при работе с большими данными? Как их можно минимизировать? Ответ: Проблемы: сбор чувствительных данных, угрозы приватности, риск неправильной интерпретации, дискриминация и нарушение прав. Методы минимизации: анонимизация/псевдонимизация, минимизация собираемых данных, согласие пользователей, прозрачность, соблюдение законов о защите данных (GDPR и т. п.), безопасное хранение и ограничение доступа.

20. Вопрос: Практическая задача по IP-адресам: дано IP-адрес 192.168.0.25/24. Найдите сетевой адрес, диапазон хостов и адрес вещания. Ответ: Сетевой адрес — 192.168.0.0; диапазон допустимых хостов — 192.168.0.1–192.168.0.254; адрес вещания (broadcast) — 192.168.0.255. Общее число хостов в подсети — 254.

Если нужно, могу адаптировать уровень сложности вопросов под конкретную школу или добавить более примеры и задания на практику (напр., расчеты subnetting для IPv6, задания на DNS-запросы, или краткие сценарии по большим данным).