Компьютерная сеть (информационно-вычислительная сеть) –это система распределенных на территории средств ввода/вывода, хранения и обработки информации, связанных между собой каналами передачи данных.

Сети могут обеспечить:

удаленный доступ пользователей к ресурсам сети (базам и банкам данных, экспертным системам, высокопроизводительным ЭВМ, высококачественным принтерам и графопостроителям и др.);

создание распределенных банков данных, что снижает стоимость их эксплуатации и уменьшает время доступа пользователя к информации;

предоставление пользователям различных услуг (службы информации, электронной почты, телеконференций и др.).

Обобщенная структура взаимосвязанных сетей показана на рис.28.

Рис.28. Структура взаимосвязанных сетей

Компоненты сети:

ЭВМ – вычислительные средства сети, которые могут быть разных классов и типов и работать под управлением различных операционных систем. Для работы в сети ЭВМ должна быть укомплектована необходимыми техническими средствами (например: сетевым адаптером, модемом для телефонных каналов связи, устройством преобразования сигналов для телеграфных каналов, абонентской радиостанцией для радиоканалов и др.) и программами, поддерживающими работу этих устройств.

ЦУС – центр управления сетью, где работает администратор сети. В ЦУС, как правило, устанавливается ЭВМ, обладающая наивысшей производительностью и большим объемом памяти и оснащенная специальным программным обеспечением.

Администратор сети – это человек или группа лиц, которые выполняют следующие функции:

проверку работоспособности компонентов сети, отключение неисправных, подключение отремонтированных или новых компонентов;

установление конфигурации сети;

определение дисциплины (порядка) обслуживания пользователей;

учет времени работы пользователей и компонентов сети.

Терминалы (Т) – устройства ввода/вывода информации без ее обработки.

Средства коммуникаций (СК) – комплекс технических и программных средств для обеспечения информационного взаимодействия между компонентами сети. В сетях используются каналы связи с различными физическими средствами передачи сигналов: проводными, оптоволоконными и по радио.

Так как в разные годы сети разрабатывали различные организации, ориентируя их на определенные типы ЭВМ, классы задач и сферы применения, то исторически сложилось так, что среди компьютерных сетей нет единообразия. Поэтому взаимодействие между сетями осуществляется в рамках протоколов.

Протокол – это система соглашений, которые определяют все аспекты информационного взаимодействия между компонентами одной сети или разных сетей. Протокол включает правила, процедуры, алгоритмы и требования, касающиеся порядка взаимодействия между компонентами сети. Связь сетей с разными протоколами производится через шлюзы, а с одинаковыми протоколами – через мосты. Шлюзы и мосты осуществляют согласование различных протоколов.

Шлюз (Ш) – комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между неоднородными сетями, т.е. включающими программно-несовместимые ЭВМ.

Мост (М) – комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между однородными сетями, т.е. в которые входят программно-совместимые ЭВМ.

Требования к сетям и их классификация

Чтобы сеть отвечала своему назначению, к ней предъявляются следующие общие требования:

Простота доступа пользователя к сети.

Открытость – возможность включения разнотипных ЭВМ.

Развиваемость – возможность наращивания ресурсов сети и абонентов.

Автономность – работа пользователя на своей ЭВМ не должна ограничиваться тем, что ЭВМ включена в сеть.

Интегральность – возможность обработки и передачи информации различного вида: символьной, графической, речевой.

Защищенность – возможность пресечения несанкционированного доступа к ресурсам сети.

Небольшое время ответа, обеспечивающее эффективную работу пользователя в диалоговом режиме в соответствии с назначением сети.

Непрерывность работы – возможность отключения или подключения ЭВМ к сети без прерывания ее работы (или с небольшим перерывом).

Помехоустойчивость – способность достоверно передавать информацию в условиях промышленных, бытовых и атмосферных помех.

Оперативное получение необходимой справки (помощи) по использованию ресурсов сети.

Высокая надежность функционирования компонентов сети.

Приемлемая стоимость услуг сети.

Часть этих требований содержится в международных и национальных стандартах, другие являются предметами международных соглашений и допущений.

Многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по ряду признаков:

По территориальному размещению:

глобальные (WАN –Widе Аrеа Nеtwоrk) –на территории страны или нескольких стран;

региональные (MАN – Muniсiраl Аrеа Nеtwоrk) – на территории района, области, региона;

локальные (LАN – Lосаl Аrеа Nеtwоrk) – в пределах организации, предприятия, фирмы.

По типу решаемых задач:

специализированные (например: электронная система торгов Белорусской фондовой биржи);

многофункциональные (например: государственная сеть БелПак).

По типу средств коммуникаций:

телефонные и телеграфные каналы связи;

наземные, подземные и подводные кабельные линии связи;

наземные телевизионные, радиорелейные и радиолинии связи;

спутниковые радиолинии связи.

По дисциплине обслуживания пользователей (по способу доступа пользователей к сети):

приоритетные (задаются ЦУП), когда пользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными им приоритетами (приоритеты пользователей могут быть постоянными или изменяющимися, например, в зависимости от новизны или ценности информации и др.);

неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к сети.

Логическая структура сети

С появлением первых сетей была осознана необходимость разработки стандартов, определяющих взаимодействие между компонентами одной сети, а так же разных сетей. В 1978 г. Международная организация по стандартизации (МСЩ) опубликовала первые стандарты для взаимодействия открытых систем. Система является открытой, если она соответствует эталонной модели, разработанной МОС. Функции взаимодействия между компонентами сети делятся на уровни. Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ЭМВОС) определяет, что каждая система должна содержать семь уровней взаимодействия (рис. 29).

Рис.29. Структура взаимосвязанных сетей

Процессы взаимодействия должны подчиняться определенным протоколам.

Пользователь, желая воспользоваться услугами сети (например, передать данные другому пользователю, привлечь определенную ЭВМ сети для решения своей задачи, получить информацию из банка данных и др.), должен выполнить необходимые действия, определяемые протоколами общения пользователей с сетью.

Дальнейшее преобразование информации, введенной получателем, осуществляется уже без его участия. Информация от пользователя до ЭВМ обязательно проходит через все семь уровней взаимодействия, преобразуясь в соответствии с протоколами уровней.

7-й (прикладной или пользовательский) уровень. Уровни с 7-го по 3-й реализуются программными средствами ПС. Программы прикладного уровня обеспечивают:

§ проверку полномочий пользователя;

§ подключение пользователя к сети;

§ доступ пользователя к справочнику сети;

§ доступ пользователя к ресурсам и услугам сети.

6-й (представительный) уровень обеспечивает представление и преобразование данных, которые передаются между компонентами сетей. Задача преобразования данных связана с тем, что в сети могут быть ЭВМ различного типа с разными формами представления данных, системами команд и операционными системами. Программы этого уровня представляют в единой форме все виды информации.

5-й (сеансовый) уровень выполняет организацию сеанса связи между пользователями и обеспечивает:

§ начало сеанса связи;

§ взаимодействие пользователей: дуплексное (одновременный диалог), полудуплексное (попеременный диалог), симплексное (монолог) взаимодействие;

§ синхронизацию сеанса, что позволяет повторить часть сеанса с определенного времени;

§ конец сеанса связи.

4-й (транспортный) уровень связывает машинозависимые уровни с верхними – машинно-независимыми. Это граница между средствами формирования данных и средствами передачи данных. На этом уровне формируется пакет данных, который состоит из заголовка с адресом получателя, непосредственно сообщения и концевика (кода, который используется у получателя для установления искажений в сообщении при передачи пакета по линии связи). При получении сообщения от источника на 4, 3 и 2-м уровнях осуществляется обнаружение определенных ошибок в сообщении, появившихся при ее передачи, частичная ликвидация ошибок и формирование специального сообщения на вышележащий уровень о неисправленных ошибках.

3-й (сетевой) уровень определяет маршрут движения сообщения, т.е. те узлы коммутации (в различной литературе: узлы, узловые станции, коммутаторы каналов), через которые должно пройти сообщение от источника до получателя. В Узлах коммутации (УК) реализованы три нижних уровня ЭМВОС.

2-й (канальный) уровень реализуется программными и техническими средствами (ТС). Он обеспечивает установление, поддержание и разъединение соединений между пользователями. Канальный уровень задает метод доступа к сети.

1-й (физический) уровень сопрягает канальный уровень с физической средой передачи данных. Он реализуется техническими средствами. На физическом уровне осуществляется:

§ электромеханическое соединение с физической средой;

§ последовательно-параллельное (или наоборот) преобразование данных.

Построение реальных сетей в соответствии с ЭМВОС позволяет легко сопрягать различных абонентов с сетью и разные сети между собой.

ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

10.1. Международные требования к сетям

Локальные сети делятся на учрежденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другие сети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях.

Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами сети сравнительно не велики, как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различаются по роли и значению ПЭВМ в сети, структуре, методам доступа пользователей к сети, способам передачи данных между компонентами сети и др. Каждой из предлагаемых на рынке сетей присущи свои достоинства и недостатки. Выбор сети определяется числом подключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью и дальностью передачи данных, требуемой пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети.

В настоящее время Международная организация стандартов разработала более 25 стандартов на локальные сети. Рассмотрим основные требования стандартов к учрежденческим сетям:

§ возможность подключения современных, ранее разработанных и перспективных ПЭВМ и периферийных устройств;

§ скорость передачи данных должна быть не менее 1 Мбит/с;

§ отключение и подключение компонентов сети не должно нарушать общую работу сети более чем на 1 с;

§ средства обнаружения ошибок, имеющиеся в сети, должны выявлять все сообщения, содержащие 4 и более искаженных битов;

§ надежность сети должна обеспечивать не более 20 мин простоя сети в год.

Международные стандарты предъявляют высокое требование к локальным сетям. Поэтому требованиям международных стандартов удовлетворяют лишь ряд сетей, выпускаемых ведущими электронными фирмами мира.

Классификация сетей

Локальные сети, широко используемые в научных, управленческих, организационных и коммерческих технологиях, можно классифицировать по следующим признакам:

1. По роли ПЭВМ в сети:

§ сети с сервером;

§ одноранговые (равноправные) сети;

2. По структуре (топологии) сети:

§ одноузловые («звезда»);

§ кольцевые («кольцо»);

§ магистральные («шина»);

§ комбинированные;

3. По способу доступа пользователей к ресурсам и абонентам сети:

§ сети с подключением пользователя по указанным адресам абонентов по принципу коммутации каналов («звезда»);

§ сети с централизованным (программным) управлением подключения пользователей к сети («кольцо» и «шина»);

§ сети со случайной дисциплиной обслуживания пользователей («шина»).

4. По виду коммуникационной среды передачи информации:

§ сети с использованием существующих учрежденческих телефонных сетей;

§ сети на специально проложенных кабельных линиях связи;

§ комбинированные сети, совмещающие кабельные линии и радиоканалы.

5. По дисциплине обслуживания пользователей (способу доступа пользователей к сети):

§ приоритетные, задающиеся ЦУС, когда пользователи получают доступ к сети в соответствии с присвоенными им приоритетами (постоянными или изменяющимися);

§ неприоритетные, когда все пользователи сети имеют равные права доступа к сети.

6. По размещению данных в компонентах сети:

§ с центральным банком данных;

§ с распределенным банком данных;

§ с комбинированной системой размещения данных.

Роль ПЭВМ в сети

Сети с сервером

Компонентами сети являются рабочие ПЭВМ (рабочие станции) и серверы.

Сервер – это специально выделенная в сети ПЭВМ, в задачу которой входит управление всей сетью или частью сети (например: в комбинированных сетях), прием, хранение, обновление и выдача пользователям информации, управление высококачественными принтерами и графопостроителями. Поэтому к серверу предъявляются более высокие требования по производительности, объему памяти и надежности.

Рабочие станции (клиенты, абоненты) – это менее мощные ПЭВМ, которые могут использовать ресурсы (например, дисковое пространство) сервера.

Достоинства сети:

§ Более эффективное централизованное управление сетью;

§ рабочие станции могут быть достаточно простыми и дешевыми;

§ операционная система, поддерживающая работу сети (например, Windоws 95/98), может устанавливаться только на сервере.

Недостатки:

§ более высокая стоимость установки;

§ сложная настройка системы.

Одноранговые сети

Все ПЭВМ в сети равноправны. Каждый пользователь предоставляет в сеть какие-то ресурсы: жесткий диск, высококачественный принтер, графопостроитель и др.

Достоинства:

§ меньшие затраты на установку сети;

§ возможность использование каждым пользователем ресурсов других ПЭВМ;

§ удобство и простота работы пользователей в сети.

Недостатки:

§ число ПЭВМ в сети не превышает 25-30;

§ операционная система, поддерживающая работу сети (например, Windоws 95/98), устанавливается на каждой ПЭВМ.

Структура сетей

Одноузловые сети

В локальных сетях применяются в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качестве средств коммуникаций могут использоваться телефонные линии связи и АТС организаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии и каналы передачи сигналов по радио.

Добрый день, Друзья! Очень рад приветствовать вас на нашем обучающем Интернет-портале С Компьютером на “ТЫ”. В предыдущей статье мы с Вами начали разговор о том, самому в домашних условиях.

Чтобы связать вместе несколько компьютеров или гаджетов, необходимо понять, какие интерфейсы для связи у них уже есть (например, встроенные беспроводные модули или платы расширения), и какие устройства необходимо докупить (точки доступа или маршрутизатор).

Сегодня я предлагаю рассмотреть основные сетевые компоненты и устройства, которые могут нам пригодиться, при прокладке домашней локальной сети.

Оптимальный набор компонентов, необходимый для создания небольшой локальной сети:

• Сетевая карта (проводная или беспроводная);
• Сетевой кабель (в случае выбора проводной сети);
• Модем или роутер.

Выбор сетевого кабеля

1. . Внешне очень похож на телевизионный кабель, только имеет другие технические характеристики. Максимальная теоретическая скорость передачи данных – 10 Мбит/с. На сегодняшний день практически не используется.

2. . Наиболее распространённый тип кабеля на сегодняшний день. Обеспечивает высокую скорость передачи данных (до 1 Гбит/с) и более высокую витая паранадежность соединения. Получил широкое распространение за счёт низкой стоимости. Идеальное решение для домашней сети.

Обычно поставляется в комплекте с сетевым оборудованием. При покупке патч-корда, обращайте внимание на наличие заводской обжимки кабеля.Если заводских кабелей требуемой длины не удается найти, можно купить отдельно кабель и разъемы, отдать оптоволоконный кабельспециалистам в магазине, они сделают обжимку (работа стоит, примерно, 50 рублей). Максимальная длина кабеля витой пары – 115 метров.

3. . Наиболее надежное соединение, позволяющее достичь высоких скоростных характеристик (сотни и тысячи Гбит/с) с существенным увеличением дистанции между компонентами сети (сотни километров). Дорогое оборудование и кабель.

Выбор сетевой карты

• 1. Проводные варианты. Как правило являются встроенными элементами в современных компьютерах. Имеют низкую стоймость (порядка 150 рублей). Различаются скоростью обмена (100-мегабитные или гигабитные сетевые адаптеры).

Если Ваше устройство не оснащено встроенной сетевой картой, то можете выбрать один из следующих вариантов:

Сетевая карта расширения для шины PCI;

USB Ethernet-адаптер.

• 2. Беспроводные варианты. На сегодняшний день, практически, все мобильные устройства, ноутбуки, планшетные компьютеры оснащаются встроенными Wi-Fi адаптерами. Если в Вашем устройстве таковой отсутствует, то можете приобрести внешние беспроводные адаптеры.

USB вариант. Не больше флеш-накопителя. Недорогой.

PCI вариант карты расширения для ПЭВМ.

Выбор сетевых компонентов для коммутации устройств

• 1. Концентратор (хаб) – сетевое устройство, объединяющее несколько сетевых устройств в единую сеть. Принцип действия такого устройства прост: он копирует все полученные данные на все порты. Отсюда два больших минуса:

Если приходят данные сразу по нескольким портам, то возникает коллизия (сбой). Данные теряются.
Хаб передает данные всем устройствам, в независимости от назначения. Т.о. устройство загружает всю сеть.

При высокой нагрузке при обмене данными, сеть может перестать функционировать. В настоящее время практически не используются.

• 2. Коммутатор (свитч) – внешне похож на концентратор, но обладает интеллектуальной начинкой. Анализируя данные при передачи, отправляет их только тому устройству, которому предназначены данные. Более надежное и безопасное устройство, недорогое, и (в простом исполнении) не требует настроек.

• 3. Точка доступа – сетевое устройство для организации беспроводной сети. Простое устройство, без дополнительных функций (см. далее про беспроводные роутеры): состоящее из беспроводного модуля и сетевых разъемов для подключения к сети Ethernet.

• 4. Принт-сервер – это устройство, обеспечивающее сетевой доступ к принтеру, не оборудованному сетевыми интерфейсами. Очень удобно, если необходимо использовать принтер на всех компьютерах в сети.

Отметим сразу, что не все принтеры подходят. Т.к. некоторые струйные принтеры часть своих задач по обработке печатаемого документа “перекладывают на плечи” операционной системы. Т.о. эти, так называемые, GDI-принтеры не будут работать под управлением принт-сервера.

• 5. Маршрутизатор (роутер) – сетевое устройство, предназначенное для объединения двух сетей: локальной-домашней, которую мы строим, и внешней Интернет-сети, к которой подключен дом или квартира. Хаб и свитч подобными функциями не обладают.

Кроме этого, маршрутизатор обладает дополнительно функциями внешней защиты сети с помощью встроенного сетевого экрана (фаервола). Иногда бонусом является наличие дополнительного USB-порта для подключения USB-устройств в общую сеть.

• 6. Беспроводные роутеры (Интернет центры) – это устройства, предназначенное для создания сети любой архитектуры и представляющие собой объединение беспроводной точки доступа, маршрутизатора, сетевого коммутатора на несколько Ethernet-портов и межсетевого экрана (брандмауэра).

Как правило, именно эти устройства сегодня приобретаются пользователями для настройки домашней сети. Они стали доступнее. Как правило одно устройство дешевле, надежнее и занимает меньше места в квартире, чем набор устройств. С настройкой справится каждый. Но более подробно мы поговорим об этом в отдельной статье.

Итак Друзья, мы познакомились с основными компонентами сети и теперь знаем во отчею, что нам может пригодится. Впереди нас ждут еще вопросы настройки сетевых устройств и некоторые дополнительные моменты сетевого ликбеза.

Недокументированные и малоизвестные возможности Windows XP Клименко Роман Александрович

Сеть и сетевые компоненты

Сеть и сетевые компоненты

Отдельно хотелось бы сказать о параметрах реестра, относящихся к настройке сетевых компонентов операционной системы Windows. Их очень много, поэтому для описания всех параметров не хватит одной главы - для этого нужна целая книга. Здесь же будут рассмотрены наиболее интересные параметры, с помощью которых можно настроить различные возможности работы протоколов и стеков протоколов, а также отдельных сетевых служб.

Из книги Самоучитель UML автора Леоненков Александр

10.1. Компоненты Для представления физических сущностей в языке UML применяется специальный термин – компонент (component). Компонент реализует некоторый набор интерфейсов и служит для общего обозначения элементов физического представления модели. Для графического

Из книги Десять «горячих точек» в исследованиях по искусственному интеллекту автора Поспелов Дмитрий Александрович

9. Сетевые модели. Интеллектуальные системы, основанные на правилах (продукциях), принесли не только радость решения ряда важных задач, но и породили сомнения в том, что именно они призваны остаться основными моделями представления знаний в интеллектуальных системах.

Из книги Fedora 8 Руководство пользователя автора Колисниченко Денис Николаевич

7.8.5. Сетевые параметры Каталог /proc/sys/net содержит файлы, определяющие работу сети. /proc/sуs/net/core/message_burst - можно использовать для предотвращения Dos-атаки, когда система заваливается сообщениями. Определяет время в десятых долях секунды, которое необходимо для записи нового

Из книги Защити свой компьютер на 100% от вирусов и хакеров автора Бойцев Олег Михайлович

Сетевые черви Если средой распространения вирусов можно считать файловую систему операционной системы, то средой распространения червей является сеть. Сетевые черви для своего распространения могут использовать самые разнообразные из сетей/ сетевых технологий:?

Из книги Windows Vista. Мультимедийный курс автора Мединов Олег

Сетевые настройки Рассмотрим группу настроек Сеть и Интернет. Здесь есть две подгруппы – Просмотр состояния сети и задач и Настройка общего доступа к файлам. В обоих случаях запускается окно центра управления сетями и общим доступом. В Windows Vista все операции по

Из книги Советы по Delphi. Версия 1.0.6 автора Озеров Валентин

Из книги Основы AS/400 автора Солтис Фрэнк

Сетевые вычисления В компьютерной индустрии любят революции. В центре внимания постоянно находятся принципиально новые модели вычислений. Газеты, журналы, консультанты и эксперты до небес превозносят их достоинства и убеждают Вас немедленно применить их на деле. Но

Из книги Виртуальные машины [Несколько компьютеров в одном] автора Гультяев Алексей Константинович

Виртуальные сетевые компоненты Для формирования сетей с участием виртуальных машин VMware использует виртуальные сетевые компоненты. Некоторые из них устанавливаются непосредственно на хостовую ОС при установке VMware Workstation, другие - на гостевую ОС при создании ВМ, третьи

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Компоненты Пример использует представление точки в двумерной графической системе: Рис. 7.1. Точка и ее координатыДля определения типа POINT как абстрактного типа данных потребуется четыре функции-запроса: x, y, ?, ?. (В текстах подпрограмм для двух последних функций будут

Из книги TCP/IP Архитектура, протоколы, реализация (включая IP версии 6 и IP Security) автора Фейт Сидни М

4.3 Сетевые технологии Все сетевые технологии можно разделить на четыре категории:1. Связи "точка-точка" в региональных сетях2. Локальные сети3. Службы доставки пакетов региональных сетей4. Службы коммутации ячеекДля каждой технологии необходим механизм,

Из книги О чём не пишут в книгах по Delphi автора Григорьев А. Б.

2.1.7. Сетевые экраны Сеть не только позволяет пересылать полезные данные, но и может служить путем проникновения вредоносных программ, несанкционированного доступа к данным и т. п. С этим, естественно, борются, и один из способов борьбы - сетевые экраны (они же брандмауэры,

Из книги Программирование на языке Ruby [Идеология языка, теория и практика применения] автора Фултон Хэл

18.2. Сетевые клиенты Иногда сервер пользуется хорошо известным протоколом - тогда нам надо лишь спроектировать клиента, который общается с сервером на понятном тому языке.В разделе 18.1 мы видели, что это можно сделать с помощью протоколов TCP или UDP. Но чаще применяются

Из книги Интернет – легко и просто! автора Александров Егор

Сетевые Большинство популярных современных компьютерных игр поддерживает возможность сетевой игры (так называемый multiplayer). Для организации подобного рода действа необходимо несколько компьютеров (как минимум два), объединенных в единую сеть. Сеть может быть локальной,

Из книги Интернет для ваших родителей автора Щербина Александр

Сетевые черви С развитием Интернета этот тип вирусов стал самым распространенным, и именно он представляет главную угрозу для пользователей Сети. Последние известнейшие эпидемии, в результате которых за считанные часы заразились миллионы компьютеров по всему миру,

Из книги Виртуальная библиотека Delphi автора

Сетевые игры Большое место в Интернете занимают различные игры. У меня есть знакомые, которые практически живут в этом виртуальном мире. Они проводят турниры, ездят на собрания в другие города или за границу, где могут встретиться лицом к лицу со своими партнерами, с

Из книги автора

Компоненты и VCL 1. Каковы ограничения на стандартные компоненты Delphi? Все компоненты, использующие TList для сохранения информации, имеют верхний предел 16368 единиц. Hапример, TTabControl может содержать до 16368 закладок и Delphi Component Palette может содержать до 16368 страниц. Многие из

Компьютерная сеть состоит из трех основных аппаратных компонент и двух программных, которые должны работать согласованно. Для корректной работы устройств в сети их нужно правильно инсталлировать и установить рабочие параметры.

4.1. Основные компоненты

Основными аппаратными компонентами сети являются следующие:

1. Абонентские системы: компьютеры (рабочие станции или клиенты и серверы); принтеры; сканеры и др.

2. Сетевое оборудование: сетевые адаптеры; концентраторы (хабы); мосты; маршрутизаторы и др.

3. Коммуникационные каналы: кабели; разъемы; устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях.

Основными программными компонентами сети являются следующие:

1. Сетевые операционные системы, где наиболее известные из них это: MS Windows; LANtastic; NetWare; Unix; Linux и т.д.

2. Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы): клиент сети; сетевая карта; протокол; служба удаленного доступа.

ЛВС (Локальная вычислительная сеть) – это совокупность компьютеров, каналов связи, сетевых адаптеров, работающих под управлением сетевой операционной системы и сетевого программного обеспечения.

В ЛВС каждый ПК называется рабочей станцией, за исключением одного или нескольких компьютеров, которые предназначены для выполнения функций серверов. Каждая рабочая станция и сервер имеют сетевые карты (адаптеры), которые посредством физических каналов соединяются между собой. В дополнение к локальной операционной системе на каждой рабочей станции активизируется сетевое программное обеспечение, позволяющее станции взаимодействовать с файловым сервером.

Компьютеры, входящие в ЛВС клиент – серверной архитектуры, делятся на два типа: рабочие станции, или клиенты, предназначенные для пользователей, и серверы, которые, как правило, недоступны для обычных пользователей и предназначены для управления ресурсами сети.

Рабочие станции

Рабочая станция (workstation) – это абонентская система, специализированная для решения определенных задач и использующая сетевые ресурсы. К сетевому программному обеспечению рабочей станции относятся следующие службы:

Клиент для сетей;

Служба доступа к файлам и принтерам;

Сетевые протоколы для данного типа сетей;

Сетевая плата;

Контроллер удаленного доступа.

Рабочая станция отличается от обычного автономного персонального компьютера следующим:

Наличием сетевой карты (сетевого адаптера) и канала связи;

На экране во время загрузки ОС появляются дополнительные сообщения, которые информируют о том, что загружается сетевая операционная система;

Перед началом работы необходимо сообщить сетевому программному обеспечению имя пользователя и пароль. Это называется процедурой входа в сеть;

После подключения к ЛВС появляются дополнительные сетевые дисковые накопители;

появляется возможность использования сетевого оборудования, которое может находиться далеко от рабочего места.

Сетевые адаптеры

Для подключения ПК к сети требуется устройство сопряжения, которое называют сетевым адаптером, интерфейсом, модулем, или картой. Оно вставляется в гнездо материнской платы. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая станция отправляет запрос через сетевой адаптер к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов.

Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.

Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к каналу связи и протоколами, но еще и следующими параметрами:

Скорость передачи;

Объем буфера для пакета;

Тип шины;

Быстродействие шины;

Совместимость с различными микропроцессорами;

Использованием прямого доступа к памяти (DMA);

Адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания;

конструкция разъема.

Сетевые операционные системы

Сетевые операционные системы NOS ( Network Operating System) – это комплекс программ, обеспечивающих в сети обработку, хранение и передачу данных.

Для организации сети кроме аппаратных средств, необходима также сетевая операционная система. Операционные системы сами по себе не могут поддерживать сеть. Для дополнения какой-нибудь ОС сетевыми средствами необходима процедура инсталляции сети.

NOS необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и файловым сервером. Она является прикладной платформой, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов, реализуемых в сетях.
NOS используют архитектуру клиент-сервер или одноранговую архитектуру.

NOS определяет группу протоколов, обеспечивающих основные функции сети. К ним относятся:

Адресация объектов сети;

Функционирование сетевых служб;

Обеспечение безопасности данных;

Управление сетью.

Типовой состав оборудования локальной сети

На рис. 4.1 приведен фрагмент вычислительной сети. Фрагмент вычислительной сети включает основные типы коммуникационного оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и соединения их через глобальные связи друг с другом.

Для построения локальных связей между компьютерами используются различные виды кабельных систем, сетевые адаптеры, концентраторы, повторители. Для связей между сегментами локальной вычислительной сети используются концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Рис. 4.1. Фрагмент сети

Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются:

Специальные выходы (WAN–порты) мостов и маршрутизаторов;

Аппаратура передачи данных по длинным линиям – модемы (при работе по аналоговым линиям);

Устройства подключения к цифровым каналам (TA – терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т.п.).

Существует множество сетевых устройств, которые возможно использовать для создания, сегментирования и усовершенствования сети. Основными из них являются сетевые адаптеры, повторители, усилители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

Сетевые адаптеры (карты), или NIC (Network Interface Card), являются теми устройствами, которые физически соединяет компьютер с сетью. Прежде чем выполнить такое соединение, надо правильно установить и настроить сетевой адаптер. Простота или сложность этой установки и настройки зависит от типа сетевого адаптера, который предполагается использовать. Для некоторых конфигураций достаточно просто вставить адаптер в подходящий слот материнской платы компьютера. Автоматически конфигурирующиеся адаптеры, а также адаптеры, отвечающие стандарту Plug and Play (Вставь и работай), автоматически производят свою настройку. Если сетевой адаптер не отвечает стандарту Plug and Play, требуется настроить его запрос на прерывание IRQ (Interrupt Request) и адрес ввода/вывода (Input/Output address). IRQ представляет собой логическую коммуникационную линию, которую устройство использует для связи с процессором. Адрес ввода/вывода - это трехзначное шестнадцатеричное число, которое идентифицирует коммуникационный канал между аппаратными устройствами и центральным процессором. Чтобы сетевой адаптер функционировал правильно, должны быть правильно настроены как IRQ, так и адрес ввода/вывода.

Повторители и усилители.

Сигнал при перемещении по сети ослабевает. Чтобы противодействовать этому ослаблению, можно использовать повторители и/или усилители, которые усиливают сигналы, проходящие через них по сети.

Повторители (repeater) используются в сетях с цифровым сигналом для борьбы с ослаблением сигнала. Повторители обеспечивают надежную передачу данных на большие расстояния, нежели обычно позволяет тип носителя. Когда повторитель получает ослабленный входящий сигнал, он очищает сигнал, увеличивает его мощность и посылает этот сигнал следующему сегменту,

Усилители (amplifier), хоть и имеют сходное назначение, используются для увеличения дальности передачи в сетях, использующих аналоговый сигнал. Аналоговые сигналы могут переносить как голос, так и данные одновременно - носитель делится на несколько каналов, так что разные частоты могут передаваться параллельно.

Концентратор (hub) представляет собой сетевое устройство, служащее в качестве центральной точки соединения в сетевой конфигурации “звезда” (star). Концентратор также может быть использован для соединения сетевых сегментов. Существуют три основных типа концентраторов: пассивные (passive), активные (active) и интеллектуальные (intelligent). Пассивные концентраторы, не требующие электроэнергии, действуют просто как физическая точка соединения, ничего не добавляя к проходящему сигналу. Активные концентраторы требуют энергии, которую они используют для восстановления и усиления сигнала, проходящего через них. Интеллектуальные концентраторы могут предоставлять такие сервисы, как переключение пакетов (packet switching) и перенаправление трафика (traffic routing).

Мост (bridge) представляет собой другое устройство, используемое для соединения сетевых сегментов. Мост функционирует в первую очередь как повторитель, он может получать данные из любого сегмента, однако он более разборчив в передаче этих сигналов, чем повторитель. Если получатель пакета находится в том же физическом сегменте, что и мост, то мост знает, что этот пакет достиг цели и, таким образом, больше не нужен. Однако, если получатель пакета находится в другом физическом сегменте, мост знает, что его надо переслать. Эта обработка помогает уменьшить загрузку сети. Например, сегмент не получает сообщений, не относящихся к нему.

Мосты могут соединять сегменты, которые используют разные типы носителей (кабелей). Они могут соединять сети с разными схемами доступа к носителю - например, сеть Ethernet и сеть Token Ring. Примером таких устройств являются мосты-трансляторы (translating bridge), которые осуществляют преобразование между различными методами доступа к носителю, позволяя связывать сети разных типов. Другой специальный тип моста, прозрачный, (transparent bridge) или интеллектуальный мост (learning bridge), периодически “изучает”, куда направлять получаемые им пакеты. Он делает это посредством непрерывного построения специальных таблиц, добавляя в них по мере необходимости новые элементы.

Возможным недостатком мостов является то, что они передают данные дольше, чем повторители, так как проверяют адрес сетевой карты получателя для каждого пакета. Они также сложнее в управлении и дороже, нежели повторители.