3. Локальные компьютерные сети

Для организации сети необходимо наличие аппаратного и программного обеспечения. Аппаратную часть сети составляют:

1. Компьютеры.

2. Линии связи.

3. Коммуникационное оборудование.

Компьютеры. Совместное использование вычислительных ресурсов сети привело к функциональному разделению компьютеров сети на:

• серверы, предоставляющие ресурсы;

• клиенты (рабочие станции), потребляющие ресурсы.

Сервер сети – компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети набор услуг по использованию и распределению ресурсов сети.

Примерами серверов могут служить:

• сервер баз данных, принимающий запросы по локальной сети и возвращающий результаты;

• сервер телекоммуникаций, обеспечивающий услуги по связи данной локальной сети с внешним миром;

• вычислительный сервер, дающий возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях;

• web-сервер – в нем размещаются html-страницы;

• mail-сервер – почтовый сервер организации;

• файловый сервер – поддерживает общее хранилище файлов для всех рабочих станций.

Рабочая станция (терминал) – конечное устройство, которое является источником или получателем информации. Клиентом называется и программа, устанавливаемая на компьютере пользователя для посылки запросов серверу, получения и отображения информации на компьютере пользователя.

Исходя из наличия сервера, сети делят на две группы: с выделенным сервером и без выделенного сервера. В сети без выделенного сервера каждый компьютер может выступать в роли и клиента и сервера. В сети с выделенным сервером один компьютер выделяется для хранения и пересылки данных и не может быть использован как рабочая станция. Выделенный сервер может не иметь монитора и клавиатуры, а управлять его работой можно с любого компьютера.

Линии связи. При построении локальных сетей в качестве линий связи используются различные типы физических сред передачи данных: проводные и беспроводные.

Проводные линии строятся на основе:

• кабеля с электрическим сигналом передачи данных: витой пары, коаксиального кабеля;

• кабеля с оптическим сигналом передачи данных;

• волоконно-оптического кабеля.

Витая пара (twisted pair) – два перевитых вокруг друг друга изолированных медных провода.

Коаксиальный кабель – жесткий медный проводник, отделенный от оплетки толстым слоем изоляционного материала. Он может использоваться в двух различных системах передачи данных: без модуляции сигнала и с с модуляцией сигнала.

Оптоволоконный кабель состоит из тонких волокон, по которым распространяются световые сигналы. Здесь носителем информации является световой луч. Волоконно-оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при не достижимой с помощью других кабелей скорости и надежности. Он является новейшей технологией, используемой в локальных сетях.

Беспроводные линии связи – каналы наземной и спутниковой связи: с радиосигналом; микроволновым сигналом передачи данных; инфракрасным сигналом передачи данных.

Коммуникационное оборудование. Служит для передачи информации между терминалами. Включает: каналы и узлы.

Канал – совокупность устройств, осуществляющих передачу информации на большие расстояния. В зависимости от назначения каналы делят на телефонные, телеграфные, факсимильные, передачи данных, телевизионные, звукового вещания и др.

Узлы – промежуточные устройства, в которых сходятся каналы (как минимум три) сети передачи информации.

При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала. Могут быть и конфликты – передача данных несколькими компьютерами по одной и той же линии связи. Чтобы преодолеть все ограничения для связи сегментов сети используется коммутационное оборудование:

1. Коммутаторы.

2. Повторители.

3. Концентраторы.

4. Маршрутизаторы.

5. Шлюзы.

Коммутатор. Развитие сетей происходит на принципах структурирования: каждая сеть складывается из набора взаимосвязанных участков – структур. Отдельная структура – это несколько компьютеров, каждый из которых соединен с коммутатором. Коммутатор осуществляет жесткое соединение компьютеров в локальной сети. Коммутаторы повышают пропускную способность сети и предотвращают конфликты.

Структурированная сеть имеет высокую помехоустойчивость: при нарушении связи между некоторыми элементами остальные сохраняют работоспособность.

Повторитель – устройство для соединения сегментов одной сети, обеспечивающее промежуточное усиление сигнала и уменьшение помех (шума) сигналов.

Концентратор (hub – host united block) – сетевое устройство, соединяющее несколько компьютеров локальной сети, обеспечивая их взаимодействие друг с другом, остальной сетью и Интернет. В том числе и с возможностью соединения сетей различных архитектур. Все пользователи, подключенные к концентратору, совместно используют доступную полосу пропускания сети (в отличие от коммутаторов, обеспечивающих полную полосу пропускания для каждого ПК). Концентратор используются при соединении сетей, имеющих высокую скорость передачи, с сетью, которая имеет низкую скорость.

Маршрутизатор – средство для обеспечения связи между отдельными сетями с помощью сетевых адресов. Маршрутизатор может представлять собой как специальное устройство, так и универсальный компьютер.

Шлюз (мост) – объединяет сегменты компьютерной сети, созданные на базе различных технических средств. Шлюз обеспечивает совместимость между неоднородными сетями, имеющими различную аппаратно-программную платформу.

Наблюдается тенденция к универсализации коммутационного оборудования: вытесняются маршрутизаторы, и происходит замена их высокопроизводительными коммутаторами, совмещающими в себе функции коммутации и маршрутизации.