Open Library - открытая библиотека учебной информации. Назначение, компоненты и общая структура компьютерной сети. Шифрование и проверка подлинности

Тема 2. Сетевые компоненты

2.1. Передача сигналов

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии - немодулированную передачу и модулированную передачу.

2.1.1.Немодулированная передача

Немодулированные (baseband) системы передают данные в виде цифровых сигналов. Сигналы представляют собой дискретные электрические или световые импульсы. При таком способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного импульса, или, другими словами, цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля. Полоса пропускания - это разница между максимальной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю.

Продвигаясь по кабелю, сигнал постепенно затухает и искажается. Чтобы избежать этого, в немодулированных системах используют повторители, которые усиливают сигнал и ретранслируют его в дополнительные сегменты, позволяя тем самым увеличить общую длину кабеля.

2.1.2. Модулированная передача

Модулированные, или широкополосные (broadband) , системы передают данные в виде аналогового сигнала, использующего некоторую полосу частот. Сигналы кодируются аналоговой (непрерывной) электромагнитной или световой волной.

Если полоса пропускания достаточна, то по одному кабелю одновременно могут вещать несколько систем (например, ведется трансляция кабельного телевидения и передача данных).

Каждой передающей системе выделяется часть полосы пропускания. Все устройства, связанные с данной системой (например, компьютеры), должны быть настроены на работу именно с выделенной частью полосы пропускания.

Если в немодулированных системах для восстановления сигнала используют повторители, то в модулированных - усилители (amplifiers) .

При модулированной передаче устройства имеют раздельные тракты для приема и отправки сигнала, поэтому и в среде передачи необходимо предусмотреть два пути для прохождения сигнала. Основные решения таковы :

разбить полосу пропускания на два канала, использующих разные полосы частот ; один канал предназначен для передачи сигналов, другой - для приема ;

использовать два кабеля ; один кабель предназначен для передачи сигналов, другой - для приема.

2.2. Сетевой кабель - физическая среда передачи

На практике в большинстве сетей применяются три основные группы кабелей :

коаксиальный кабель (coaxial cable)

витая пара (twisted pair)

неэкранированная (unshielded)

экранированная (shielded)

оптоволоконный кабель (fiber optic)

Рассмотрим каждый из этих типов.

2.2.1. Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет два проводника с общей центральной осью. В центре такого кабеля проходит сплошной медный проводник или многожильный провод. Он заключен в пластиковый вспененный изолированный слой. Такой же изолирующий слой покрывает второй проводник - цилиндрическую оплетку, металлическую фольгу или то и другое. Оплетка предохраняет провод от электромагнитных помех. Ее часто называют экраном. Внешний слой такого кабеля образует жесткая пластмассовая оболочка, обеспечивающая защиту и изоляцию.

Характеристики коаксиальных кабелей

Стоимость - умеренная.

Исталляция - достаточно простая.

Полоса пропускания - типичная - 10 Мбит / с.

Количество узлов (компьютеров) в сегменте - 30 - 100.

Затухание электромагнитных сигналов - низкое (допустимое расстояние несколько километров).

Электромагнитные помехи (EMI) - подвержен электромагнитным помехам и перехвату сигнала.

Типы коаксиальных кабелей

Тонкий (thinnet) коаксиальный кабель - гибкий кабель диаметром около 0,5 см (0,25 дюйма). Он прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера компьютера. Способен передавать сигнал на расстояние до 185 м без его заметного искажения, вызванного затуханием.

Толстый (thicknet) коаксиальный кабель - относительно жесткий кабель с диаметром около 1 см (0,5 дюйма). Передает сигналы дальше, чем тонкий, - до 500 м.

Оборудование для подключения коаксиального кабеля

BNC- коннектор либо припаивается, либо обжимается на конце кабеля.

BNC T- коннектор соединяет сетевой кабель с сетевой платой компьютера.

BNC баррел - коннектор применяется для сращивания двух отрезков тонкого коаксиального кабеля.

BNC -терминатор устанавливается для поглощения блуждающих сигналов в сети с топологией « шина » .

Классы коаксиальных кабелей

Выбор того или иного класса коаксиальных кабелей зависит от места, где этот кабель будет прокладываться. Существуют два класса коаксиальных кабелей :

Поливинилхлоридные
Поливинилхлорид (PVC ) - это пластик, который применяется в качестве изолятора или внешней оболочки у большинства коаксиальных кабелей.

Пленумные - для прокладки в области пленума.
Пленум (plenum ) - это небольшое пространство между подвесным потолком и перекрытием, обычно его используют для вентиляции.

Резюме

Использование коаксиального кабеля рекомендуется, если требуется :

среда для передачи речи, видео и двоичных данных ;

передача данных на большие расстояния ;

знакомая технология с достаточно надежным уровнем защиты данных.

2.2.2. Кабель типа « витая пара »

Самая простая витая пара - это два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода. Существует два типа витой пары : неэкранированная витая пара (UTP) и экранированная витая пара (STP) .

Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Их количество в таком кабеле может быть неодинаковым. Завивка проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними парами и другими внешними источниками, например двигателями, реле и трансформаторами.

Неэкранированная витая пара

Неэкранированная витая пара (спецификация 10BaseT) широко используется в ЛВС ; максимальная длина сегмента составляет 100 м.

Неэкранированная витая пара состоит из двух изолированных медных проводов.

Неэкранированная витая пара определена особым стандартом - Electronic Industries Association and the Telecommunications Industries Association (EIA/TIA) 568 Commercial Building Wiring Standard. EIA/TIA 568 , предлагая нормативные характеристики кабелей для различных случаев, гарантирует единообразие продукции. Эти стандарты включают пять категорий UTP .

Большинство телефонных систем использует неэкранированную витую пару.

Экранированная витая пара

Кабель экранированной витой пары (STP) имеет медную оплетку, которая обеспечивает более надежную защиту от помех, чем неэкранированная витая пара. Кроме того, пары проводов STP обмотаны фольгой. В результате экранированная витая пара хорошо защищает передаваемые данные от внешних помех.

STP , по сравнению с UTP , меньше подвержена воздействию электрических помех и может передавать данные с более высокой скоростью и на большие расстояния.

Для подключения витой пары к компьютеру используются телефонные коннекторы RJ-45 .

Витую пару целесообразно использовать, если требуется :

организовать ЛВС при незначительных материальных вложениях ;

организовать простую систему, в которой можно легко и быстро подключать компьютеры.

Витую пару лучше не использовать, если требуется обеспечить целостность данных, передаваемых на большие расстояния с высокой скоростью.

2.2.3. Оптоволоконный кабель

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это относительно защищенный способ передачи, поскольку при нем не используются электрические сигналы. Следовательно, к оптоволоконному кабелю невозможно подключиться, чтобы перехватывать данные.

Оптическое волокно - чрезвычайно тонкий стеклянный цилиндр, называемый жилой (core) , покрытый слоем стекла, называемого оболочкой, с иным, чем у жилы, коэффициентом преломления. Иногда оптоволокно производят из пластика. Пластик проще в монтаже, но он передает световые импульсы на меньшие расстояния по сравнению со стеклянным оптоволокном.

Каждое оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с самостоятельными коннекторами. Одно из них служит для передачи, а другое - для приема. Жесткость кабеля увеличена покрытием из пластика, а прочность - волокнами из кевлара.

Оптоволоконные линии предназначены для передачи на большие расстояния больших объемов данных на высоких скоростях (100 Мбит / с), так как сигнал в них практически не затухает и не искажается.

Оптоволоконный кабель целесообразно использовать, если требуется передавать данные с очень высокой скоростью на большие расстояния по защищенной среде.

Оптоволоконный кабель лучше не использовать, если требуется :

построить сеть при ограниченных денежных средствах ;

дополнительная подготовка для правильной установки и корректного подключения оптоволоконных сетевых устройств.

2.3. Беспроводные сети

Словосочетание « беспроводная среда » может ввести в заблуждение, поскольку означает полное отсутствие проводов в сети. В большинстве случаев это не совсем так. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой - как среда передачи - используется кабель. Такая сеть со смешанными компонентами называется гибридной.

Идея беспроводной среды весьма привлекательна, так как ее компоненты :

обеспечивают временное подключение к кабельной сети ;

помогают организовать резервное копирование в кабельную сеть ;

гарантируют определенный уровень мобильности ;

позволяют снять ограничения на максимальную протяженность сети, накладываемые медными или даже оптоволоконными кабелями.

Трудность монтажа кабеля - фактор, который дает беспроводной среде неоспоримое преимущество. Она может оказаться особенно полезной в следующих ситуациях :

в помещениях с большим скоплением народа (например, в приемной) ;

для людей, у которых нет постоянного рабочего места (например, для врачей или медсестер) ;

в изолированных помещениях и зданиях ;

в помещениях, где планировка часто меняется ;

в строениях, где прокладывать кабель запрещено.

В зависимости от используемой технологии беспроводные сети можно разделить на три типа :

локальные вычислительные сети ;

расширенные локальные вычислительные сети ;

мобильные сети (переносные компьютеры).

Основные различия между этими типами сетей - параметры передачи. Локальные и расширенные ЛВС используют передатчики и приемники, принадлежащие той организации, в которой функционируют сеть. Для переносных компьютеров средой передачи служат общедоступные сети, например телефонная сеть или Интернет.

2.3.1. Локальные вычислительные сети

Типичная беспроводная сеть выглядит и функционирует практически так же, как кабельная, за исключением среды передачи. Беспроводной сетевой адаптер с трансивером установлен в каждом компьютере, и пользователи работают так, будто их компьютеры соединены кабелем.

Трансивер, называемый иногда точкой доступа (access point) , обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и кабельной сетью.

В беспроводных ЛВС используются небольшие настенные трансиверы. Они устанавливают радиоконтакт с переносными устройствами. Наличие этих трансиверов и не позволяет назвать такую сеть строго беспроводной.

Беспроводные локальные сети используют следующие способы передачи данных :

инфракрасное излучение ;

лазер ;

радиопередачу в узком диапазоне (одночастотная передача) ;

радиопередачу в рассеянном спектре ;

передача « точка-точка » .

Рассмотрим каждый из этих способов.

2.3.1.1. Инфракрасное излучение

Инфракрасные беспроводные сети используют для передачи данных инфракрасные лучи. Этот способ позволяет передавать сигналы с большой скоростью, поскольку инфракрасный свет имеет широкий диапазон частот. Инфракрасные сети способны нормально функционировать на скорости 10 Мбит / с.

Существует четыре типа инфракрасных сетей .

Сети прямой видимости.
В таких сетях передача возможна лишь в случае прямой видимости между передатчиком и приемником.

Сети на рассеянном инфракрасном излучении.
При этой технологии сигналы, отражаясь от стен и потолка, в конце концов достигают приемника. Эффективная область действия ограничена примерно 30 м, и скорость передачи невелика (из-за неравномерности сигнала).

Сети на отраженном инфракрасном излучении.
В этих сетях оптические трансиверы, расположенные рядом с компьютером, передают сигналы в определенное место, откуда они пересылаются соответствующему компьютеру.

Модулированные оптические сети.
Эти инфракрасные беспроводные сети соответствуют жестким требованиям мультимедийной среды и практически не уступают в скорости кабельным сетям.

Хотя скорость инфракрасных сетей и удобство их использования очень привлекательны, возникают трудности при передаче сигналов на расстояние более 30 м. К тому же такие сети подвержены помехам со стороны сильных источников света.

2.3.1.2. Лазер

Лазерная технология похожа на инфракрасную тем, что требует прямой видимости между передатчиком и приемником. Если по каким-либо причинам луч будет прерван, это прервет и передачу.

2.3.1.3. Радиопередача в узком диапазоне (одночастотная передача)

Этот способ напоминает вещание обыкновенной радиостанции. Пользователи настраивают передатчики и приемники на определенную частоту. При этом прямая видимость необязательна, площадь вещания составляет около 46500 м 2 . Однако, поскольку используется сигнал высокой частоты, он не проникает через металлические или железобетонные преграды.

Доступ к такому способу связи осуществляется через поставщика услуг, например Motorola. Связь относительно медленная (около 4,8 Мбит / с).

Радиопередача в рассеянном спектре

При этом способе сигналы передаются на нескольких частотах. Доступные частоты разделены на каналы. Адаптеры в течение заданного промежутка времени настроены на определенный канал, после чего переключаются на другой. Переключение всех компьютеров в сети происходит синхронно. Данный способ передачи обладает некоторой « встроенной » защитой »: чтобы подслушать передачу, необходимо знать алгоритм переключения каналов.

Если необходимо усилить защиту данных от несанкционированного доступа, применяют кодирование.

Скорость передачи в 250 Кбит / с относит данный способ к разряду самых медленных. Но есть сети, которые передают данные со скоростью до 2 Мбит / с на расстояние до 3,2 км - на открытом пространстве и до 120 м - внутри здания.

Это тот случай, когда технология позволяет получить по-настоящему беспроводную сеть. Например, два (или более) компьютера, оснащенные адаптерами Xircom CreditCard Netwave , с операционными системами типа Microsoft Windows 95 или Microsoft Windows NT могут без кабеля функционировать как одноранговая сеть. Можно также подключить такую беспроводную сеть к кабельной сети на основе Windows NT Server , добавив к одному из компьютеров Windows NT -сети устройство Netwave Access Point .

2.3.1.5. Передача « точка-точка »

Эта технология, основанная на последовательной беспроводной передаче данных, обеспечивает :

высокоскоростную и безошибочную передачу по радиоканалу « точка-точка »;

проникание сигнала через стены и перекрытия ;

скорость передачи от 1,2 до 38,4 Кбит / с на расстояние до 60 м - внутри здания и 530 м - в условиях прямой видимости.

Подобные системы позволяют передавать сигналы между компьютерами, между компьютерами и другими устройствами, например принтерами или сканерами штрих-кода.

Расширенные локальные сети

Некоторые типы беспроводных компонентов способны функционировать в расширенных ЛВС так же, как их аналоги - в кабельных сетях. Беспроводной мост, например, соединяет сети, находящиеся друг от друга на расстоянии до 5 км.

Компонент, называемый беспроводным мостом (wireless bridge) , помогает установить связь между зданиями без помощи кабеля. Мост AIRLAN/Bridge Plus , например, использует технологию радиопередачи в рассеянном спектре для создания магистрали, соединяющей две ЛВС. Расстояние между ними, в зависимости от условий, может достигать 5 км.

Если расстояние, которое преодолевает обычный беспроводной мост, недостаточно, можно установить мост дальнего действия. Для работы с сетями Ethernet и Token Ring на расстояние до 40 км он также использует технологию радиопередачи в рассеянном спектре.

2.3.3. Мобильные сети

В беспроводных мобильных сетях для переносных компьютеров в качестве среды передачи выступают телефонные сети и общедоступные службы. При этом используются :

пакетное радиосоединение ;

сотовые сети ;

микроволновые системы.

Такая форма связи удобна, но довольно медленна. Скорость передачи - от 8 Кбит / с до 33,6 Кбит / с. А если включена коррекция ошибок, скорость становится еще меньше.

Для подключения переносных компьютеров к основной сети применяют беспроводные адаптеры, которые используют технологию сотовой связи. Небольшие антенны, установленные на переносных компьютерах, связывают их с ретрансляторами. Спутники на низкой орбите также могут принимать их маломощный сигнал.

2.3.3.1. Пакетное радиосоединение

При пакетном радиосоединении данные разбиваются на пакеты, в которых содержится следующая информация : адрес источника, адрес приемника, информация для коррекции ошибок.

Пакеты передаются на спутник, который транслирует их в широковещательном режиме. Затем устройства с соответствующим адресом принимают эти пакеты.

2.3.3.2. Сотовые сети

Сотовые цифровые пакеты данных (Cellular Digital Packet Data, CDPD) используют ту же технологию, что и сотовые телефоны. Они передают данные по существующим для передачи речи сетям в те моменты, когда эти сети не заняты. Это очень быстрая технология связи с задержкой в доли секунды, что делает ее вполне приемлемой для передачи в реальном режиме времени.

Сотовые сети, как и другие беспроводные сети, должны быть подключены к кабельной сети

2.3.3.3. Микроволновые системы

Микроволновая технология помогает организовать связь между зданиями, расположенными на ограниченной территории, например в университетских городках.

Микроволновая технология - наиболее распространенный (на западе) способ передачи данных на большие расстояния. Он хорошо подходит при взаимодействии - в прямой видимости - двух точек, таких, как :

спутник и наземная станция ;

два здания ;

любые объекты, которые разделяет большое открытое пространство (например, водная поверхность или пустыня).

В микроволновую систему входят следующие компоненты.

Два радиотрансивера. Один для генерации сигналов (передающая станция), другой - для приема (приемная станция).

Две направленные антенны. Они нацелены друг на друга и часто устанавливаются на вышки, что позволяет устранить возможные физические препятствия на пути радиосигнала.

2.4. Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера выступают в качестве физического интерфейса между компьютером и средой передачи. Платы вставляются в слоты расширения всех сетевых компьютеров и серверов.

Чтобы обеспечить физическое соединение между компьютером и сетью, к соответствующему разъему или порту платы подключается сетевой кабель.

Назначение платы сетевого адаптера:

подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю ;

передача данных другому компьютеру;

управление потоком данных между компьютером и кабелем.

Плата сетевого адаптера, кроме того, принимает данные из кабеля и переводит их в форму, понятную центральному процессору компьютера.

Плата сетевого адаптера состоит из аппаратной части и встроенных программ, записанных в ПЗУ.

2.4.1. Принцип работы сетевого адаптера

Плата сетевого адаптера принимает поток параллельных данных от компьютера и преобразовывает его в поток последовательных данных. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические и оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер (приемопередатчик).

Плата сетевого адаптера, помимо преобразования данных, должна указать свое местонахождение, или адрес, - чтобы ее могли отличить от остальных плат.

Сетевые адреса (network address) находятся в ведении комитета IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc) . Этот комитет закрепляет за каждым производителем плат сетевого адаптера некоторый интервал адресов. Затем каждый производитель записывает в ПЗУ платы ее уникальный сетевой адрес.

Перед тем как послать данные в сеть, плата сетевого адаптера проводит электронный диалог с принимающей платой, во время которого они « обговаривают »:

максимальный размер блока передаваемых данных ;

объем данных, передаваемых без подтверждения о получении ;

интервалы между передачами блоков данных ;

интервал, в течение которого необходимо послать подтверждение ;

объем данных, который может принять каждая плата без переполнения буфера ;

скорость передачи.

Если новой (более сложной и быстрой) плате приходится взаимодействовать со старой (медленной) платой, они должны найти общую для обеих скорость передачи.

Каждая плата оповещает другую о своих параметрах, принимая « чужие » параметры или подстраиваясь к ним. После того как все детали определены, платы начинают обмен данными.

2.4.2. Параметры настройки сетевого адаптера

Параметры платы сетевого адаптера должны быть корректно установлены, чтобы она правильно работала. В их число входят :

Номер прерывания (IRQ)
Линии запроса прерывания - это физические линии, по которым различные устройства могут отправить микропроцессору компьютера запрос на обслуживание. Линии запроса прерывания встроены в оборудование компьютера, они имеют различные уровни приоритетов, что позволяет процессору определить наиболее важный из запросов.
Посылая компьютеру запрос, плата сетевого адаптера организует прерывание - электрический сигнал, который направляется центральному процессору компьютера. В большинстве случаев платы сетевого адаптера используют прерывание IRQ3, IRQ5, IRQ10 или IRQ 11.

Базовый адрес порта ввода / вывода (base i/o port)
Определяет канал, по которому курсируют данные между платой сетевого адаптера и центральным процессором компьютера. Для центрального процессора порт выглядит как адрес.

Базовый адрес памяти (base address)
Указывает на ту область памяти компьютера (ОЗУ), которая используется платой сетевого адаптера в качестве буфера для входящих и исходящих кадров данных. Этот адрес называют также начальным адресом ОЗУ. Часто базовым адресом памяти у платы сетевого адаптера является D8000 .

Тип трансивера
Некоторые платы поставляются с внешним и встроенным трансивером. При настройке параметров платы необходимо указать тот трансивер, который будет использоваться.

Параметры платы сетевого адаптера устанавливаются в программном обеспечении, но они должны совпадать с установками, заданными на плате перемычками или DIP -переключателями.

Архитектура открытых информационных систем . Современная тенденция развития информационных систем, в составе которых или ресурсы которых могут использовать системы управления, состоит по сути в том, что структура системы должна удовлетворять следующим требованиям, обеспечивающим ее живучесть, способность к развитию и совершенствованию:

Система должна обладать открытой архитектурой;

Система должна быть распределённой.

Только с развитием микропроцессорной техники и сетевых технологий стало возможно и экономически оправданно строить системы автоматики, действительно удовлетворяющие этим требованиям. Стало целœесообразным выделять в общей структуре системы отдельные локальные задачи, решение которых поручать локальным контроллерам. Сеть же позволяет контроллерам в качестве аргументов для вычисления управляющего вектора использовать переменные других контроллеров, обеспечивая связанность системы управления в целом. Такая архитектура существенно увеличивает производительность, надежность и масштабируемость систем. Международная организация по стандартизации (ISO) в 1984 ᴦ. сформулировала модель взаимодействия открытых систем (OSI), выделив семь уровней такого взаимодействия.

Эталонная модель взаимодействия открытых систем декларирует не только взаимодействие, но и архитектуру таких систем. Всякая открытая система является иерархически построенной, и внутренняя архитектура системы подобна глобальной архитектуре, в которую входит множество подсистем. Это означает, что программное обеспечение для систем любого уровня создаётся на общих принципах и является достаточно универсальным. Предполагается, что непосредственная связь между физически различными системами или подсистемами осуществляется на физическом уровне. В идеальном случае каждый из уровней должен взаимодействовать непосредственно лишь с двумя прилежащими к нему уровнями.

Уровни модели взаимодействия открытых систем (снизу вверх) означают следующее:

1. Физический уровень (нижний). Отвечает за физическую среду передачи: кабели, разъемы, согласование линий связи, электрическое преобразование сигналов.

2. Канальный уровень. Основная задача - логическое управление линией передачи, управление доступом к сети, обнаружение ошибок передачи и их исправления.

3. Сетевой уровень. Отвечает за адресацию пакетов данных, связывает физические сетевые адреса и логические имена, осуществляет выбор маршрута доставки данных.

4. Транспортный уровень. Здесь осуществляется создание пакетов данных и доставка этих пакетов. При крайне важно сти используются процедуры восстановления потерянных данных.

5. Сеансовый уровень. Сеанс связи означает, что между абонентами сети установлено логическое соединœение, определœены логические имена, контролируются права доступа.

6. Представительский уровень. На этом уровне происходит преобразование рабочей информации в логическую и физическую форму, пригодную для передачи в сети (сжатие, шифрование, преобразование форматов данных и пр.).

7. Прикладной уровень (уровень приложений). Уровень программ пользователя. Верхний уровень, непосредственно взаимодействующий с пользователœем.

Структура уровней такова, что замена аппаратной части сказывается лишь на уровнях 1 и 2, вышестоящие уровни этой замены не должны заметить.

Локальные управляющие вычислительные сети . Для передачи информации в системах автоматики всё шире используются не традиционные каналы связи (многожильные кабели, телœефонные каналы и т.п.), а локальные сети. Существенная разница при этом заключается не столько в виде физической среды передачи информации, сколько в гораздо более сложных и эффективных способах кодирования и сжатия информации. К сожалению, современные решения для построения локальных и глобальных информационных сетей не всœегда оказываются приемлемыми в силу негарантированного времени доставки информации, что малопригодно для систем реального времени, и сложности аппаратных решений, особенно для скоростных сетей.

В системах автоматики часто используют сегменты обычных локальных и глобальных сетей. 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. По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телœефонные разговоры, электронные письма и т.д. Задача передачи полноцветных динамических изображений предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всœего локальные сети используются для совместного использования таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это лишь часть возможностей локальных сетей. К примеру, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Абонентами (узлами) сети бывают не только компьютеры, но и другие устройства (принтеры, плоттеры, сканеры). Локальные сети дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всœех компьютерах сети, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач. С их помощью можно также управлять работой сложной технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Упомянем о таких важнейших понятиях теории сетей, как сервер и клиент. Сервером принято называть абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов. Серверов в сети должна быть несколько, и не обязательно сервер - самый мощный компьютер.
Размещено на реф.рф
Выделœенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделœенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. Клиентом (рабочей станцией) принято называть абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает. В принципе, каждый компьютер должна быть одновременно как клиентом, так и сервером. Под сервером и клиентом часто понимают не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения.

Топологии локальных сетей . Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети принято понимать физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ их соединœения линиями связи. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. На разных уровнях сетевой архитектуры различают также:

Физическую топологию, схему расположения компьютеров и прокладки кабелœей.

Логическую топологию, структуру логических связей и способов передачи сигналов.

Информационную топологию, пути распространения информации по сети.

Существует три базовых топологии сети:

‣‣‣ шина (bus), при которой всœе компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всœем остальным компьютерам.

‣‣‣ звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

‣‣‣ кольцо (ring), при которой каждый компьютер передает информацию всœегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута в ʼʼкольцоʼʼ.

На практике используют и любые комбинации базовых топологий, но большинство сетей ориентированы именно на эти три.

Топология ʼʼшинаʼʼ (или ʼʼобщая шинаʼʼ) предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров и равноправие всœех абонентов. При таком соединœении линия связи единственная и в шинœе реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена в обоих направлениях, но по очереди. Какой-либо центральный абонент, через которого передается вся информация, отсутствует, что увеличивает ее надежность (при отказе центра перестает функционировать вся система).

Так как разрешение возможных конфликтов в данном случае ложится на сетевое оборудование каждого абонента͵ аппаратура сетевого адаптера получается сложнее, чем при других топологиях. Шинœе не страшны отказы отдельных компьютеров. На концах шины крайне важно предусматривать включение согласующих устройств - терминаторов, для исключения отражений от концов линии. Отказ сетевого оборудования в шинœе трудно локализовать, так как всœе адаптеры включены параллельно. При прохождении по ʼʼшинœеʼʼ информационные сигналы ослабляются, что накладывает ограничения на суммарную длину линий связи. Каждый абонент может получать из сети сигналы разного уровня исходя из расстояния до передающего абонента. Это предъявляет дополнительные требования к приемным узлам сетевого оборудования. Для увеличения длины сети используют сегментирование шины, с соединœением сегментов через специальные восстановители сигналов - репитеры.

Топология ʼʼзвездаʼʼ - это топология с явно выделœенным центром, к которому подключаются всœе остальные абоненты. Обмен информацией идет через центральный компьютер, как правило, самый мощный в сети. Никакие конфликты в сети в принципе невозможны. Выход из строя периферийного компьютера не отражается на функционировании сети, но любой отказ центрального компьютера делает сеть неработоспособной.

В звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. К каждому периферийному абоненту может подходить как один кабель (передача в обоих направлениях), так и два кабеля (с передачей в одном направлении). Проблема затухания сигналов в линии связи решается проще, каждый приемник получает сигнал одного уровня.

Недостаток топологии ʼʼзвездаʼʼ - ограничение количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8-16 периферийных абонентов. Иногда в звезде предусматривается возможность подключения вместо периферийного абонента еще одного центрального абонента͵ в результате получается топология из нескольких соединœенных между собой звезд.

Большое достоинство звезды состоит в том, что всœе точки подключения собраны в одном месте, что позволяет легко контролировать работу сети, а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения.

Существует топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а концентратор (hub), выполняющий ту же функцию, что и репитер.
Размещено на реф.рф
Он восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их в другие линии связи. Фактически мы имеем дело с шинной топологией, так как информация от каждого компьютера одновременно передается ко всœем остальным компьютерам, а центрального абонента не существует.

Топология ʼʼкольцоʼʼ - это топология, в которой каждый компьютер соединœен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера. Четко выделœенного центра в сети нет, однако часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Наличие управляющего абонента снижает надежность сети.

Максимальное количество абонентов в кольце должна быть до тысячи и больше. Кольцевая топология обычно является самой устойчивой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками передаваемой по сети информации. В ней, как правило, нет конфликтов. Так как сигнал в кольце проходит через всœе компьютеры, выход из строя хотя бы одного из них или его сетевого оборудования нарушает работу всœей сети. В этой топологии обычно предусматривают прокладку двух (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится в резерве. В то же время крупное преимущество кольца состоит в том, что ретрансляция сигналов каждым абонентом позволяет существенно увеличить размеры всœей сети в целом (порой до нескольких десятков километров).

Иногда топология ʼʼкольцоʼʼ выполняется на базе двух кольцевых линий связи, передающих информацию в противоположных направлениях, что позволяет увеличить скорость передачи информации, а при повреждении одного из кабелœей работать с одним кабелœем.

литература

1. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линœейные системы: Учебное пособие для вузов. - СПб.: Питер, 2005. - 336 с.

10. Туманов М.П. Технические средства автоматизации и управления: Учебное пособие. – М.: МГИЭМ, 2005, 71 с. URL: http://rs16tl.rapidshare.com/files/21651582/2889232/ Tehnicheskie_sredstva_avtomatizatsii_i_upravleniya.rar

11. Михайлов В.С. Теория управления. – К.: Выща школа, 1988.

12. Зайцев Г.Ф. Теория автоматического управления и регулирования. – К.: Выща школа, 1989.

О замеченных опечатках, ошибках и предложениях по дополнению: [email protected].

Модель сетевого взаимодействия

В настоящее время взаимодействие в компьютерных сетях описывается с помощью модели взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI). Модель была разработана Международной Организацией по Стандартизации (International Standard Organization, ISO) в 1984 году и представляет собой международный стандарт для проектирования сетевых коммуникаций.

Модель OSI предполагает уровневый подход к построению сетей. Каждый уровень модели обслуживает различные этапы процесса взаимодействия. Работу модели OSI обеспечивают различные службы, каждая на своем уровне. Службы работают по определенным правилам - протоколам. Соответственно, на каждом уровне работает свой протокол. Все вместе, данные службы выполняют одну общую работу - передачу данных по сети, придерживаясь общего правила (общего протокола). Примером такого протокола может служить сетевой протокол TCP/IP, состоящий из различных протоколов и служб.
Говоря о протоколе TCP/IP, всегда подразумевается набор протоколов сетевого и транспортного уровней. Набор протоколов TCP/IP еще называют стеком протоколов, в состав которого входят два основных протокола: TCP (Transmission Control Protocol) - протокол транспортного уровня и IP (Internet Protocol) - протокол сетевого уровня.
Деление на уровни упрощает совместную работу оборудования и программного обеспечения. Ниже приведена модель OSI, разделяющая сетевые функции на семь уровней:

• Физический уровень (Physical layer) определяет способ физического соединения компьютеров в сети. Функциями средств, относящихся к данному уровню, являются побитовое преобразование цифровых данных в сигналы, передаваемые по физической среде (например, по кабелю), а также собственно передача сигналов.
• Канальный уровень (Data Link layer) отвечает за организацию передачи данных между абонентами через физический уровень, поэтому на данном уровне предусмотрены средства адресации, позволяющие однозначно определить отправителя и получателя во всем множестве абонентов, подключенных к общей линии связи. В функции данного уровня также входит упорядочивание передачи с целью параллельного использования одной линии связи несколькими парами абонентов. Кроме того, средства канального уровня обеспечивают проверку ошибок, которые могут возникать при передаче данных физическим уровнем.
• Сетевой уровень (Network layer) обеспечивает доставку данных между компьютерами сети, представляющей собой объединение различных физических сетей. Данный уровень предполагает наличие средств логической адресации, позволяющих однозначно идентифицировать компьютер в объединенной сети. Одной из главных функций, выполняемых средствами данного уровня, является маршрутизация - целенаправленная передача данных конкретному получателю независимо от его расположения относительно отправителя.
• Транспортный уровень (Transport layer) реализует передачу данных между двумя программами, функционирующими на разных компьютерах, обеспечивая при этом отсутствие потерь и дублирования информации, которые могут возникать в результате ошибок передачи нижних уровней. В случае, если данные, передаваемые через транспортный уровень, подвергаются фрагментации, то средства данного уровня гарантируют сборку фрагментов в правильном порядке.
• Сессионный (или сеансовый) уровень (Session layer) позволяет двум программам поддерживать продолжительное взаимодействие по сети, называемое сессией (session) или сеансом. Этот уровень управляет установлением сеанса, обменом информацией и завершением сеанса. Он также отвечает за идентификацию, позволяя тем самым только опреде-ленным абонентам принимать участие в сеансе, и обеспечивает работу служб безопасности с целью упорядочивания доступа к информации сессии.
• Уровень представления (Presentation layer) осуществляет промежуточное преобразование данных исходящего сообщения в общий формат, который предусмотрен средствами нижних уровней, а также обратное преобразование входящих данных из общего формата в формат, понятный получающей программе.
• Прикладной уровень (Application layer) предоставляет высокоуровневые функции сетевого взаимодействия, такие, как передача файлов, отправка сообщений по электронной почте и т.п.

При уровневой организации процесса взаимодействия должны соблюдаться следующие требования:

• компоненты одного уровня одной системы могут взаимодействовать с компонентами только того же уровня другой системы. Набор правил, определяющих порядок взаимодействия средств, относящихся к одному и тому же уровню и функционирующих в разных системах, называется протоколом (protocol).
• в рамках одной системы компоненты какого-либо уровня могут взаимодействовать только с компонентами смежных (вышележащего и нижележащего) уровней. Правила взаимодействия между собой средств, относящихся к смежным уровням и функционирующих в одной системе, называются интерфейсом (interface).

Хотя различные компоненты, относящиеся к разным уровням сетевой модели формально должны быть функционально независимыми друг от друга, при практической разработке протоколов такая независимость не всегда выдерживается. Это объясняется тем, что попытка добиться точного соответствия эталонной модели может привести к неэффективности работы программно-аппаратного обеспечения, реализующего протокол. Поэтому практическая реализация методов взаимодействия, как правило, подразумевает разработку не отдельных протоколов, а целых наборов протоколов - стеков , включающих зависимые друг от друга протоколы смежных уровней модели OSI.

Архитектура сетевых средств Windows

Сетевое обеспечение Windows имеет уровневую архитектуру, соотносящуюся с уровнями модели OSI.

На самом нижнем уровне физические устройства - сетевые адаптеры (Network Interface Card, NIC) и модемы (modem), обеспечивающие возможность подключения компьютеров к линиям связи. Как правило, эти устройства реализуют функции физического и частично - канального уровня.

Второй уровень составляют программные компоненты, обеспечивающие функции канального уровня, не реализованные аппаратно. К ним относятся:

• драйверы устройств;
• драйверы протоколов удаленного доступа;
• программное обеспечение, реализующее взаимодействие по технологиям IrDA и ATM;

Третий уровень составляют драйверы транспортных протоколов, представляющие собой реализации основных современных стеков сетевого и транспортного уровня модели OSI. Для стандартизации взаимодействия транспортных протоколов со средствами нижнего уровня предназначен интерфейс NDIS (Network Driver Interface Specification).

К средствам верхнего уровня архитектуры сетевого программного обеспечения Windows относятся различные службы. Основными из них являются:

• служба рабочей станции, обеспечивающая клиентскому компьютеру доступ к файлам и папкам, расположенным на удаленном компьютере;
• служба сервера, обеспечивающая предоставление доступа другим компьютерам к локальным файлам и папкам.

В исполнительной системе Windows эти службы представлены отдельными компонентами, реализованными в качестве драйверов файловых систем - редиректором и сервером. Редиректор и сервер взаимодействуют с транспортным уровнем через стандартный интерфейс транспортных драйверов (Transport Driver Interface, TDI), что позволяет использовать в сетях Windows любой транспортный протокол.

Дополнительно Windows позволяет устанавливать клиентские службы для доступа к ресурсам сетей, управляемых другими операционными системами, например Nowell NetWare или MAC OS.

В операционной системе WindowsXP любой способ связи компьютеров между собой (йапрямую, через;кж;шьную сеть, через Интернет) описывается термином сетевое not ,<лючение. Для создания и настройки подключений используется с медиальная папка Сетевые подключения (Пуск > Настройка > Сетевые подключения). Любое подключение можно настроить на выполнение всех необходимых сетевых операций.

Каковы основные категории сетевых подключений?

Все виды сетевых подключений можно i)азделить на исходящие и входящие. В исходящих подключениях компьютер гам инициирует процесс установки связи, во входящих он получает защни: извне и дает свое согласие на то, чтобы установить связь. Исходящие подключения различаются методом связи, который полностью настраивается в рамках конкретного подключения. От любой программы, пользующейся подключением, все внутренние подробности скрыты.

Какие типы сетевых подключений бывают?

Операционная система Windows XP учитывает пять основных типов сетевых подключений.

Подключение удаленного доступа используется для временного подсоединения к другой сети. К этому типу относятся все подключения, использующие модем.

Подключение по локальной сети - это постоянно действующее:tf? подключение. Именно оно используется в рамках локальной %! 1 сети. Некоторые типы подключения к Интернету (ADSL, кабельный модем) тоже относятся к этой категории.

Подключение виртуальной частной сети используется для бе- ,$&. зопасной передачи данных через открытую среду. Все данные шифруются. Чаще всего такое подключение представляет собой разновидность подключения удаленного доступа.

Прямое подключение позволяет установить соединение между двумя компьютерами без использования специальных сетевых аппаратных средств. Недостаток этого метода обычно состоит в ограниченной пропускной способности такого подключения, а также в том, что в такой связи участвуют только два компьютера.

Входящее подключение может относиться к любому из перечнеленных выше типов, кроме подключения по локальной сети. Оно позволяет компьютеру отвечать на запросы извне.

Какое оборудование необходимо для организации сетевогоподключения?

В зависимости от конфигурации системы и типов предполагаемых подключений может понадобиться следующее оборудование.

Сетевой адаптер для подключения к локальной сети;

Модем (и доступ к аналоговой, телефонной линии);

Устройство ADSL или кабельный модем, для подключения которых часто также необходим сетевой адаптер. Дополнительно необходимы различные типы соединительных кабелей. Сетевые подключения и сетевые компоненты

Как создать новое подключение?

Если в компьютере установлен сетевой адаптер, операционная система Windows XP автоматически обнаруживает его и создает подключение по локальной сети. Более того, при каждом включении компьютера операционная система проверяет наличие досту г-а к сети и немедленно подключается к ней. Другие типы сетевых подключений необходимо создавать вручную. Для этого откройте папку Сетевые подключения (Пуск* Настройка > Сетевые подключения) и дайте команду Файл > Новое подключение. Можно также воспользоваться ссылкой Создание нов< < ~о подключения в области задач. При этом запустится Мастер новых подключений, который позволяет задать необходимые параметры подключения.

Как изменить настройку подключения?

Чтобы изменить настройку ранее создан ного подключения, откройте папку Сетевые подключения (Пуск? Настройка > Сетевые подключения). Щелкните на значке нужного подключения пра-юй кнопкой мыши и выберите в открывшемся контекстном меню nyeiK Свойства. Откроется диалоговое окно свойств выбранного подключение. Основные настройки доступны на вкладке Общие.

Какие основные элементы настройки доступны для подключения?

На сетевых компьютерах, работающих под управлением Windows XP, возможна настройка пяти отдельных программных сетевых компонентов. Это собственно сетевой адаптер (поле Подключение через на вкладке Общие диалогового окна свойств подключен им), а также сетевой клиент, сетевая служба, планировщик и сетевой протокол. Они перечислены в списке Отмеченные компоненты используются этим подключением. Чтобы изменить настройку компонента, выберите его F с (иске и щелкните на кнопке Свойства. Если эта кнопка неактивна, зн.ач;ST выбранный компонент не имеет настраиваемых параметров. В разных i \ i дкл ючениях могут использоваться разные сетевые компоненты, например, из-за того, что компьютер одновременно входит в состав нескольких ceitiii.

Что такое протокол?

Сетевой протокол представляет собой набор правил, используемый компьютером при взаимодействии с другим устройством через сеть. Чтобы такое взаимодействие действительно оказалось возможным, разные компьютеры сети должны использовать один и тот же протокол. Таким образом, выбор протокола осуществляется при создании сети.

Какие виды протоколов используются в типичных сетях?

Одноранговая локальная сеть под управлением Windows XP опирается на протокол TCP/IP, который применяется и при подключении к Интернету. В предыдущих версиях Windows в локальной сети применялся протокол NetBEUI (в Windows XP его поддержка прекращена). Локальная сеть под управлением сервера Novell NetWare использует протокол 1PX/SPX. Другие протоколы, скорее всего, вам не понадобятся. При настройке сети не следует устанавливать те протоколы, которые не будут использоваться, так как это увеличивает нагрузку на компьютер и снижает эффективность работы,

Как настроить сетевой протокол?

Изменение настройки сетевого протокола относится только к конкретному подключению. Чтобы выполнить такую настройку, откройте папку Сетевые подключения (ПусО Настройка» Сетевые подключения). Щелкните на значке нужного подключения правой кнопкой мыши и выберите в открывшемся контекстном меню пункт Свойства. Выберите в списке Отмеченные компоненты используются этим подключением настраиваемый протокол и щелкните на кнопке Свойства. Диалоговое окно свойств протокола содержит ряд вкладок, количество и состав которых зависит от используемого протокола и типа подключения.

Что такое сетевой адаптер?

Сетевой адаптер (сетевая плата) - это аппаратное средство, обеспечивающее физическое подключение компьютера к сети. Это либо специальная плата расширения, содержащая гнездо для подключения сетевых кабелей, либо отдельное устройство, подключаемое через порт USB. У современных компьютеров сетевой адаптер нередко интегрируется прямо в материнскую плату. Для использования сетевого адаптера требуется установка соответствующих драйверов.

Как установить сетевой адаптер?

Если сетевой адаптер удовлетворяет стандарту plug-and-play, то установка драйверов производится автоматически. Кроме того, установку сетевого адаптера можно провести так же, как любого другого устройства, то есть с помощью мастера Установка оборудования,

Как настроить сетевой адаптер?

Доступ к средствам настройки сетевой;, адаптера возможен двумя способами. Во-первых, можно использовагь Диспетчер устройств (Пуск > Настройка > Панель управления > Система > Оборудование > Диспетчер устройств). Во-вторых, открыв папку Сетевые подключения (Пуск > Настройка * Сетевые подключения), можно щелкнут;. правой кнопкой мыши на значке подключения, использующего этот адап rep, и выбрать в контекстном меню пункт Свойства. На вкладке Общие щелкните на кнопке Настроить. Специальные возможности настройки сетевого адаптера обычно представлены на вкладке Дополнительно.

Что такое сетевой клиент?

Сетевой клиент - это специальное up траммное обеспечение, обеспечивающее доступ к сети и работу с ней, С< ^евые клиенты предназначены для использования определенного сетевого протокола и должны быть привязаны к нему.

Как выбирается сетевой клиент?

Сетевой клиент, который должен бьп i. установлен, определяется в соответствии с используемым сетевым про соколом. Протокол TCP/IP использует Клиент для сетей Microsoft. Если сеть основана на использовании протокола IPX/SPX, нужен Клиент для сетей NetWare.

Как настроить сетевой клиент?

Для настройки сетевого клиента нядо открыть диалоговое окно свойств соответствующего подключения (Пуск * Настройка * Сетевые подключения * Свойства) и выбрать вкладку Общие, Ь списке используемых сетевых компонентов выберите настраиваемый клиент и щелкните на кнопке Свойства. Возможности изменения настроек к. шента минимальны. Если сетевой клиент вообще не допускает настроек кнопка Свойства будет пригашена.

Что такое сетевая служба?

Сетевая служба представляет собой:етевую подсистему, предназначенную для выполнения конкретной зад;. ти. Например, в одноранговой сети Windows совместный доступ к файлам и принтерам обеспечивается альной службой. В Интернете работа электронной почты, передача файлов и многие другие возможности также обеспечиваются особыми службами. Различным образом организованные локальные сети могут обеспечивать и другие виды служб.

Как настроить сетевую службу?

Для настройки сетевой службы надо открыть диалоговое окно свойств соответствующего подключения (Пуск > Настройка? Сетевые подключения > Свойства) и выбрать вкладку Общие. В списке используемых сетевых компонентов выберите настраиваемую службу и щелкните на кнопке Свойства. Набор настроек, доступных в диалоговом окне свойств службы, зависит от конкретной службы.

Как добавить дополнительный программный сетевой компонент?

Добавлять дополнительные сетевые компоненты без необходимости не следует. Как правило, операционная система Windows вполне успешно справляется ео стоящими перед ней задачами, автоматически добавляя сетевые компоненты, если в них возникает нужда. Но эту операцию можно выполнить и вручную. Откройте диалоговое окно свойств подключения (Пуск * Настройка > Сетевые подключения > Свойства) и выберите вкладку Общие. Щелкните на кнопке Установить. В диалоговом окне Выбор типа сетевого компонента выберите нужный тип (Клиент, Служба или Протокол) и щелкните на кнопке Добавить. Далее можно выбрать нужный компонент из числа предложенных операционной системой или воспользоваться отдельным дистрибутивным носителем (кнопка Установить с диска).

Как удалить сетевой компонент?

Для удаления сетевого компонента откройте диалоговое окно свойств подключения (Пуск > Настройка > Сетевые подключения > Свойства) и выберите вкладку Общие. Выберите в списке компонент, который необходимо удалить, и щелкните на кнопке Удалить. При удалении указанного компонента автоматически удаляются и компоненты, работа которых основывается на нем. Как и в случае установки сетевых компонентов, прибегать к этой операции следует только в крайнем случае - обычно операционная система сама делает все что НУЖНО. Кроме того, имейте в виду, что удаление компонента распространяется на все подключения, в которых он используется. После выдачи команды на удаление операционная система напомнит об этом и попросит подтвердить выданную команду.

Как соединить компьютеры напрямую?

При прямом кабельном соединении должны быть связаны однотипные порты компьютеров (последовательный с последовательным или параллельный с параллельным). Возможна также беспроводное соединение, использующее инфракрасные порты компьютера. При соединении последовательных портов используется так называемый нуль-модемный кабель (обеспечивающий правильное сочетании исходящих и входящих сигналов). Для соединения параллельных порто» также необходим специальный кабель. Прямое соединение через параллельные порты работает заметно быстрее, так как в этом случае даннь.е передаются не побитно, а сразу целыми байтами.

Как настраиваются подключения при прямом соединении компьютеров?

При прямом соединении компьютеров < айн из компьютеров является ведущим, а другой ведомым. Ведущий компьютер инициирует соединение, в то время как ведомый принимает запрос и отвечает на него. Такое соединение обеспечивает ведущему компьютеру доступ к ресурсам ведомого компьютера.

Как настроить компьютер для работы в режиме прямого соединения?

Открыв папку Сетевые подключения, дайте команду Файл V Новое подключение. В окне мастера новых подключений щелкните на кнопке Далее. Затем установите переключатель Установить прямое подключение к другому компьютеру и щелкните на кнопке Далее. Установите переключатель Подключаться напрямую к другому комгыстеру и щелкните на кнопке Далее. На следующем этапе работы мастера нужно установить переключатель Ведущий компьютер или Ведомый KOMI " эютер в зависимости от роли, которую будет играть данная система прг прямом соединении. Щелкните на кнопке Далее. Для ведущего компьют ера на последующих этапах работы Мастера надо указать имя компьютер; i к которому производится подключение, и порт, который будет использс оатъся для связи. Для ведомого компьютера можно указать пользователей которым разрешается подключение.

Как установить прямое соединение между компьютерами?

После того как на ведущем и ведомом компьютерах созданы прямые подключения, можно установить связь между ними. У ведомого компьютера значок прямого подключения имеет подпись Входящие подключения. На ведущем компьютере надо дважды щелкнуть на значке прямого подключения. Откроется диалоговое окно Подключение, в котором надо указать имя пользователя и пароль для подключения к ведомому компьютеру. Операционная система Windows XP дает возможность включить режим сохранения пароля. После щелчка на кнопке Подключение процесс установки соединения продолжается автоматически.

Для чего используется удаленный доступ к сети?

Удаленный доступ к сети позволяет подключить к сети удаленный компьютер через телефонную линию. На период действия соединения удаленный компьютер (как правило, переносной) получает такие же права, как компьютер, постоянно подключенный к данной сети. В настоящее время эта возможность используется, главным образом, для подключения отдельных (домашних) компьютеров к Интернету через локальную сеть поставщика услуг Интернета. Эта возможность также может применяться для подключения сотрудников организации к корпоративной сети, когда они находятся не на рабочем месте.

4) Среды передачи данных

Наиболее распространенной средой передачи данных между компьютерами являются три основные группы кабелей:

коаксиальный кабель;

витая пара (неэкранированная и экранированная);

оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель – недорогой, легкий, гибкий, удобный, безопасный и простой в установке. Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий (спецификация 10 Base2) и толстый (спецификация 10 Base5). Тонкий – гибкий, диаметр 0,64 см (0,25"). Прост в применении и подходит практически для любого типа сети.

Витая пара – это два перевитых изолированных медных провода. Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Переплетение проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними проводами и другими внешними источниками. Преимущества витой пары – дешевизна, простота при подключении. Недостатки – нельзя использовать при передаче данных на большие расстояния с высокой скоростью.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде световых импульсов. Это надежный способ передачи, так как электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях. Расстояние - многие километры. Существенным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов используют две технологии – немодулированную и модулированную передачу.

Немодулированные системы передают данные в виде цифровых сигналов, которые представляют собой дискретные электрические или световые импульсы.

Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала (электрического или светового), занимающего некоторую полосу частот.

Беспроводная среда не означает полное отсутствие проводов в сети. Беспроводная среда обеспечивает временное подключение к существующей кабельной сети, гарантирует определенный уровень мобильности и уменьшает ограничения на протяженность сети.

Существуют следующие типы беспроводных сетей: ЛВС, расширенные ЛВС и мобильные сети (переносные компьютеры). Основные различия между ними – параметры передачи.

Работа беспроводных ЛВС основана на четырех способах передачи данных: инфракрасном излучении, лазере, радиопередаче в узком диапазоне (одночастотной передаче), радиопередаче в рассеянном спектре.

5) Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера (СА) выступают в качестве физического интерфейса или соединителя между компьютером и сетевым кабелем.

Плата СА выполняет:

подготовку данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;

передачу данных другому компьютеру;

управление потоком данных между компьютером и кабельной системой;

прием данных из кабеля и перевод их в форму, понятную компьютеру.

Работа сети заключается в передаче данных от одного компьютера к другому. В этом процессе можно выделить следующие задачи:

распознавание данных;

разбиение данных на управляемые блоки;

добавление информации к каждому блоку о местонахождении данных и получателе;

добавление информации для синхронизации и проверки ошибок;

перемещение данных в сеть и отправка их по заданному адресу.

Последовательность этих задач строго регламентирована, чтобы передавать данные между сетевыми адаптерами разных производителей, при их выполнении строго выполняются определенные правила – протоколы. Существует два главных набора стандартных протоколов: эталонная модель OSI и ее модификация Project 802.

6) Сетевое оборудование

Кроме минимально необходимого оборудования: среды передачи и плат сетевого адаптера, при построении сетей может использоваться дополнительно оборудование, состав которого определяется конкретной топологией сети.

Терминаторы – это резисторы номиналом 50 Ом, которые производят затухание сигнала на концах сегмента сети.

Концентраторы (Hub) – это центральные устройства кабельной системы или сети физической топологии «звезда», которые при получении пакета на один из своих портов пересылает его на все остальные.

Повторители (Repeater) - устройства сети, усиливает и заново формирует форму входящего аналогового сигнала сети на расстояние другого сегмента.

Коммутаторы (Switch) - управляемые программным обеспечением центральные устройства кабельной системы, сокращающие сетевой трафик за счет того, что пришедший пакет анализируется для выяснения адреса его получателя и соответственно передается только ему.

Маршрутизаторы (Router) – стандартные устройства сети, работающие на сетевом уровне и позволяющее переадресовывать и маршрутизировать пакеты из одной сети в другую, а также фильтровать широковещательные сообщения.

Мосты (Bridge) – устройства сети, которое соединяют два отдельных сегмента, ограниченных своей физической длиной, и передают трафик между ними.

Шлюзы (Gateway) – программно-аппаратные комплексы, соединяющие разнородные сети или сетевые устройства. Шлюзы позволяет различать протоколы или системы адресации.

Мультиплексоры – это устройства центрального офиса, которое поддерживают несколько сотен цифровых абонентских линий.

Межсетевые экраны (firewall, брандмауэры) – это сетевые устройства, реализующие контроль за поступающей в сеть и выходящей из нее информацией и обеспечивающие защиту локальной сети посредством фильтрации информации.