7.1. Аппаратные средства лвс

Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы:

• рабочие станции;

• серверы сети;

• коммуникационные узлы.

Рабочая станция (workstation) (РС) — это персональный компьютер, подключенный к сети, на котором пользователь сети выполняет свою работу. Каждая рабочая стан­ция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную сис­тему. Но при этом пользователю доступны ресурсы сети.

Можно выделить три типа рабочих станций: рабочая станция с локальным диском, бездисковая рабо­чая станция, удаленная рабочая станция.

На рабочей станции с диском (жестким или гибким) операционная система заг­ружается с этого локального диска. Для бездисковой станции операционная сис­тема загружается с диска файлового сервера. Удаленная рабочая станция — это станция, которая подключается к ло­кальной сети через телекоммуникационные каналы связи (например, с помощью телефонной сети). Она обычно обладает своим локальным диском.

Сервер сети (server) – это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, например, хранение данных общего пользования, печать заданий и т.п. По выполняемым функциям можно выделить следующие группы серверов:

Файловый сервер (file server) (ФС) — компьютер, хранящий данные пользователей сети и обеспечивающий доступ пользователей к этим данным. Как правило, этот ком­пьютер имеет большой объем дискового пространства. Файловый сервер обеспе­чивает одновременный доступ пользователей к общим данным.

Файловый сервер выполняет следующие функции:

• хранение данных;

• архивирование данных;

• согласование изменений данных, выполняемых разными пользователями;

• передачу данных.

Сервер баз данных (data base server) — компьютер, выполняющий функции хранения, обработки и управления файлами баз данных (БД).

Сервер баз данных выполняет следующие функции:

• хранение баз данных, поддержку их целостности, полноты, актуальности;

• прием и обработку запросов к базам данных, а также пересылку результатов обработки на рабочую станцию;

• обеспечение авторизированного доступа к базам данных, поддержку системы ведения и учета пользователей, разграничение доступа пользователей;

• согласование изменений данных, выполняемых разными пользователями;

• поддержку распределенных баз данных, взаимодействие с другими серверами баз данных, расположенными в другом месте.

Сервер прикладных программ (application server) — компьютер, исполь­зуемый для выполнения прикладных программ пользователей.

Коммуникационный сервер (communications server) — устройство или компьютер, который предоставляет пользователям локальной сети прозрачный доступ к своим последовательным портам ввода/вывода. С помощью коммуникационного серве­ра можно создать разделяемый модем, подключив его к одному из портов сервера. Пользователь, подключившись к коммуникационному серверу, может работать с таким модемом так же, как если бы модем был подключен непосредственно к ра­бочей станции.

Сервер доступа (access server) — позволяет организовать защищенное беспроводное подключение рабочих станций к корпоративным сетям и сетям операторов при полном контроле за параметрами соединения.

Факс-сервер (fax server) — устройство или компьютер, который выполняет рас­сылку и прием факсимильных сообщений для пользователей локальной сети.

Сервер резервного копирования данных (back up server) — устройство или компью­тер, который решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях. В качестве такого сервера может использоваться один из файловых серверов сети.

Следует отметить, что все перечисленные типы серверов могут функционировать на одном выделенном для этих целей компьютере.

***

При построении больших сетей однородная структура связей превращается из преимущества в недостаток. В таких сетях использование типовых структур порождает различные ограничения, важнейшими из которых являются:

• ограничения на длину связи между узлами;

• ограничения на количество узлов в сети;

• ограничения на интенсивность трафика узлов.

Для снятия этих ограничений используются специальные методы структуризации сети и специальное структурообразующее оборудование - коммуникационные узлы:

• повторители (концентраторы);

• мосты;

• коммутаторы;

• маршрутизаторы;

• шлюзы.

Часть сети, в которую не входит устройство расшире­ния, принято называть сегментом сети.

Повторитель (repeater) — устройство, усиливающее или регенерирующее при­шедший на него сигнал.

Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов, часто называют концентратором (concentrator) или хабом (hub).

Существуют активные и пассивные концентраторы. Актив­ные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 и более рабочих станций. Пассивный концентратор является исключи­тельно разветвительным устройством (максимум на 3 рабочие станции и максимально возможное расстояние до рабочей станции не должно превышать несколь­ких десятков метров).

Концентратор, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. При этом концентратор не выполняет развязку присоединен­ных к нему сегментов. В каждый момент времени во всех связанных концентратором сегментах поддерживается обмен данными только между двумя станциями.

Мост (bridge) также объединяет несколько сегментов сети. При этом он передает информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима. Таким образом, мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Именно мост обычно используется для связи сетей между собой, а также для подключения удаленных РС к ЛВС.

Однако мосты используют для локализации трафика аппаратные адреса компьютеров. Это затрудняет распознавание принадлежности того или иного компьютера к определенному логическому сегменту.

Коммутатор (switch) по принципу обработки кадров данных ничем не отличается от моста, однако обладает дополнительными возможностями, за счет чего общая производительность коммутатора обычно выше, чем моста.

Однако применение мостов и коммутаторов приводит к значительным ограничениям на конфигурацию связей сети – сегменты должны быть соединены таким образом, чтобы в сети не образовывались замкнутые контуры. Для снятия этого и других ограничений используются маршрутизаторы и шлюзы.

Маршрутизатор (router) более надежно и более эффективно, чем мост, изолирует трафик отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизаторы образуют логические сегменты посредством явной адресации. Маршрутизатор анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту. При этом маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами. Также очень важной функцией маршрутизатора является возможность связывать в единую сеть подсети, построенные с использованием разных сетевых технологий.

Шлюз (gateway) — это устройство, позволяющее объединить сети, использующие разные протоколы обмена данными. Впрочем, шлюз, также как и другое коммуникационное оборудование, тоже обеспечивает локализацию трафика.

***

В глобальных сетях связь между ЛВС осуществляется посредством мостов.

Мост обычно определяется как соединение между двумя сетями, которые используют одинаковый протокол взаимодействия, одинаковый тип среды передачи данных и одинаковую структуру адресации.

Существует два базовых типа мостов (в сетевой операционной системе Novell NetWare):

• внутренний - располагается в файловом сервере;

• внешний - располагается в рабочей станции.

Внешние мосты и их ПО устанавливаются в рабочей станции, которая функционирует не как файловый сервер. Поэтому внешний мост может передавать данные более эффективно, чем внутренний.

По функциональным признакам различают выделенные и совмещенные мосты.

Выделенный - это ПК, использующийся как мост - не может функционировать как рабочая станция.

Совмещенный - может функционировать и как мост, и как рабочая станция одновременно.

По признаку распределенности различают локальные и распределенные мосты.

Локальный мост передает данные между сетями, которые расположены в пределах ограничений кабеля по расстоянию. Локальные мосты применяются в следующих случаях.

1. Для разделения больших сетей на две и более подсетей с целью увеличения быстродействия и уменьшения стоимости линий связи.

Рис. 14. Пример разделения большой сети

2. С помощью локального моста можно расширить физические возможности сети. Например, сеть Netware имеет максимально допустимое число узлов, поддержи­ваемых её аппаратной схемой адресации, и если возникает необходимость в добавлении ещё нескольких узлов, то для расширения такой сети используется мост Netware. При этом включение в сеть дополнительного файлового сервера необязательно.

Рис. 15. Расширение физических возможностей сети

3. Объединение сетей в интерсеть.

Чтобы пользователи каждой сети могли получить доступ к информации других сетей, необходимо связать эти сети, образуя интерсеть.

Рис. 16. Пример интерсети

Удаленные мосты применяются, когда расстояние не позволяет соединять сети посредством кабеля.

Удаленный мост использует промежуточную среду передачи (например, телефонные линии) для соединения с удаленной сетью или удаленными РС.

При связи сети с удаленной сетью необходимо установить мост на каждом конце соединения, а при связи сети с удаленной РС - мост требуется только на сети.

Рис. 17. Удаленное соединение