2 Комп’ютерні мережі

2.1 Визначення і призначення комп’ютерних мереж

Комп’ютерна мережа – сукупність взаємозв’язаних (через канали передачі даних) комп’ютерів, які забезпечують користувачів засобами обміну інформацією і колективного використання ресурсів мережі: апаратних, програмних та інформаційних.

Абоненти мережі – об’єкти, що генерують або споживають інформацію в мережі. Абонентами мережі можуть бути окремі комп’ютери, комп’ютерні комплекси, термінали та ін., будь – який абонент підключається до станції.

Станція – це апаратура включаючи комп’ютер, яка виконує функції пов’язані з передаванням і прийманням інформації.

Сукупність абонента та станції називають абонентською системою.

Станції мережі знаходяться у вузлах, тому вони просто можуть називатись вузлами мережі.

Об’єднання комп’ютерів у мережу дає змогу спільно використовувати диски великої ємності, принтери, мати спільні програмні засоби, дані.

Для зв’язку двох комп’ютерів необхідні різні технічні й апаратні засоби, різноманітне програмне забезпечення. Зміна одних з перерахованих компонентів спричиняє зміну інших. В основі з’єднання комп’ютерів лежать різноманітні принципи: різна топологія мережі, різні методи доступу до каналу передачі даних, різне програмне забезпечення, різноманітна структура мережі.

2. Класифікація мереж

Комп’ютерні мережі можна класифікувати за рядом ознак, у тому числі за територіальним розподілом. При цьому розрізняють локальні мережі, регіональні та глобальні:

• Локальна мережа (LAN – Local Area Network) Ця мережа обмежена невеликою територією. Комп’ютери (абоненти) з’єднані в межах кімнати, будинку, декількох будинків. Відстані між комп’ютерами в локальній мережі невеликі до 10 км, а при використанні радіозв’язку до 20 км. Для каналу зв’язку використовується найчастіше вита пара дротів, коаксіальний кабель, оптичний кабель та ін.

• Регіональна мережа (WAN – Wide Area Network) включаючи міську мережу (MAN – Metropoliten Area Network) об’єднують користувачів міста, області, невеликих країни. В таких мережах як правило використовують в каналах зв’язку телефонні лінії. Відстані між вузлами становить 10 – 1000 км.

• Глобальні мережі (GAN – Global Area Network) об’єднують користувачів, розташованих по всьому світу. В них часто використовують супутникові канали зв’язку, що дають змогу сполучати вузли мережі зв’язку та комп’ютери, які знаходяться на відстані 10 -15 тис. км один від одного.

2. Можливості локальних обчислювальних мереж

Локальні мережі дозволяють вирішувати наступні задачі:

• копіювати файли будь-якого розміру з одного комп’ютера на іншій;

• розділяти файли (чи папки, диски, принтери, факси), тобто працювати багатьом користувачам з одним файлом, що зберігається на файл-сервері;

• використовувати спільно електронну пошту, тобто передавати повідомлення іншим користувачам.

• одночасно використовувати одну прикладну програму декількома користувачами;

• запускати прикладні програми з будь-якої робочої станції;

• запускати програму одночасно декільком користувачам;

• одночасне використання апаратних засобів (принтерів, модемів, факсів та ін.);

• забезпечення доступу користувача з будь-якого комп’ютера локальної мережі до ресурсів глобальних комп’ютерних мереж при наявності єдиного комунікаційного вузла глобальної мережі.

Це дає можливість вирішити безліч проблем коли потрібно передавати дані на відстань та їх розподільне оброблення. З цим стикаються банківські й інші фінансові структури, системи соціального забезпечення, податкові служби, виборчі системи, системи резервування квитків та ін.

2. Пристрої сполучення комп’ютерів у мережі

Щоб забезпечити передачу інформації (даних) від комп’ютера в комунікаційне середовище, необхідно узгодити сигнали внутрішнього інтерфейсу комп’ютера з параметрами сигналів, що передаються в каналах зв’язку. При цьому має бути виконано як фізичне узгодження (форма, амплітуда і тривалість сигналу), так і кодове.

Технічні пристрої, які виконують функції сполучення комп’ютера з каналами зв’язку, називаються адаптерами, або мережними адаптерами (вони мають вигляд електронних плат). Функцію мережного адаптера може виконувати модем.

Серед характеристик комунікаційної мережі найважливішими є:

• швидкість передачі даних по каналу зв’язку;

• пропускна здатність каналу зв’язку;

• вірогідність передачі інформації;

• надійність каналу зв’язку і передавальної апаратури.

В сучасних широкосмугових мережах швидкість передачі даних може перевищувати 100 Мбіт/с.

2. Модель взаємодії відкритих систем

Під час створення комп’ютерних мереж основне завдання яке вирішується є забезпечення сумісності обладнання за електричними та механічними характеристиками і сумісності інформаційного забезпечення (програм, даних) із системою кодування та форматом даних.

Вирішення цього завдання ґрунтується на моделі відкритих систем (Model of Open System Interconnections) – OSI, яка створена на основі стандарту ISO –International Standards Organization.

Відкрита система – це система, що взаємодіє з іншими системами відповідно до прийнятих стандартів. Згідно цієї моделі стандартизація апаратури і програмного забезпечення проводиться на підставі протоколів, які є ієрархічною системою правил взаємодії. Відповідно до моделі OSI у всякій мережі можна використовувати до семи рівнів взаємодії між комп’ютерами: фізичний, сполучення, мережний, транспортний, рівень сеансів зв’язку, представницький і прикладний. Функції цих рівнів можуть реалізовуватись як програмно так і апаратно. Обмін даними між користувачами у моделі OSI відбувається так:

1. На прикладному рівні за допомогою спеціальних програм користувач створює документ.

2. На рівні представництва операційна система (ОС) комп’ютера, на якому працює абонент (користувач) фіксує, де знаходяться дані (в ОЗУ, у файлі на диску), і забезпечує взаємодію з наступним рівнем.

3. На рівні сеансу комп’ютер користувача взаємодіє з локальною або глобальною мережею. Протоколи цього рівня перевіряють права користувача на роботу в мережі через канал зв’язку, і передають документ до протоколів транспортного рівня.

4. На транспортному рівні документ перетворюється на ту форму, в якій належить передавати дані в мережі. Наприклад, документ перетворюється на ряд пакетів стандартного розміру (використовується протокол TCP – Transmission Control Protocol).

5. Мережний рівень визначає маршрут руху даних у мережі (використовується протокол IP – Internet Protocol). Кожний пакет документу на цьому рівні одержує адресу, на яку він повинен бути доставлений незалежно від інших пакетів.

6. Рівень сполучення необхідний для того, щоб промодулювати сигнал для його передачі.

7. На фізичному рівні відбувається реальна передача даних. Передаються тільки біти.

Відновлення документа відбувається при переході з нижнього рівня на верхній на комп’ютері одержувача.