Техническое обеспечение компьютерных сетей

При необходимости организовать передачу данных на расстояние, превышающее ограничение среды передачи, при построении канала связи применяются специальные промежуточные устройства, позволяющие усиливать и восстанавливать сигналы - повторители (repeater).

Сетевой адаптер (сетевая плата, плата сетевого интерфейса, Network Interface Card) - это устройство канального уровня, которое предназначено для подключения компьютера к физическим каналам компьютерных сетей.

Сетевые адаптеры реализуют и логические функции организации взаимодействия, например, адресацию абонентов и упорядочивания одновременного доступа нескольких к общей физической линии и т.д. Адреса присваиваются сетевым адаптерам на заводе-изготовителе, и, как правило, не изменяются в дальнейшем, хотя большинство современных адаптеров позволяют перепрограммировать сетевой адрес - МАС-адрес (управление доступом к среде передачи Media Access Control, MAC).

Для передачи цифровых данных по каналам, специально не предназначенным для построения компьютерных сетей (например, телефонным) используются Модемы (МОдулятор/ДЕМодулятор, Modem). Суть модуляции состоит в том, что по физическому каналу передается непрерывный синусоидальный сигнал (называемый несущим или опорным), физические параметры которого изменяются в соответствии со значениями информационного сигнала, представляющего данные.

Для объединения сетей требуются специальные устройства, которые позволяют подключать к себе две (или более) сети. В пределах допустимой длины строится отрезок сети - сетевой сегмент. Для объединения сетевых сегментов используется мост (bridge)- отдельный компьютер со специальным программным обеспечением и дополнительной аппаратурой. Мост может объединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем (т.е. это объединение сетей на канальном уровне).

Реально сети, входящие в состав объединенной сети, могут строиться на основе различных сетевых технологий, при этом могут оказаться несовместимыми протоколы, способы адресации и т.п.

Сетевая технология – это набор стандартов, определяющий минимальный состав программно-аппаратных средств, достаточный для организации взаимодействия компьютеров в сети. Как правило, сетевая технология определяет топологию сети, а также протокол канального уровня (формат кадра, порядок обмена кадрами, MTU –максимальный объём данных, передаваемый в кадре).

Для объединения сетей с различными сетевыми технологиями используют средства сетевого уровня модели OSI.

Устройства этого уровня, предназначенные для объединения сетей, устроены сложнее, чем устройства канального уровня. Кроме организации обмена информацией внутри своей подсети, они должны обеспечивать целенаправленную передачу данных между абонентами всей составной сети (то есть определять путь прохождения данных), чтобы не вызывать её перегрузку. Процесс определения пути прохождения данных через отдельные подсети составной сети называется маршрутизацией, а устройства, решающие эти задачи - маршрутизаторы.

Для объединения ЛВС различных типов, работающих под управлением разных протоколов и операционных систем, используются компьютеры - шлюзы. Шлюз осуществляет свои функции на уровнях выше сетевого. Он не зависит от передающей среды, но зависит от используемых протоколов обмена данными. Обычно шлюз выполняет преобразование между двумя протоколами.

Мосты и даже шлюзы конструктивно могут выполняться в виде плат, которые устанавливаются в компьютере. Свои функции они могут выполнять как в режиме полного выделения функций, так и в режиме совмещения их с функциями рабочей станции вычислительной сети. Сейчас выпускаются маршрутизаторы с функциями шлюзования.