Глава 8. Локальные и глобальные сети

Локальная сеть – это сеть, объединяющая компьютеры, географически расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, например, в одном здании.

Глобальные сети служат для соединения компьютеров, которые разделяют огромные расстояния – в сотни и тысячи километров. Интернет относится к классу глобальных сетей.

1. Аппаратные средства реализации локальных сетей

Аппаратными средствами реализации локальных сетей (ЛС) являются платы сетевого интерфейса и связывающие их кабели (возможна радиосвязь или связь на инфракрасных лучах). При подключении компьютера к сети он становится узлом сети и называется рабочей станцией.

Типы кабелей для создания сетей.

1. Коаксиальные кабели – центральный медный провод окружает экранирующий проводник.

2. Витые пары – два скрученных провода. В единой изолирующей оболочке может быть несколько витых пар. Для организации локальных сетей (ЛС) этот тип используется чаще всего. Для связи компьютеров в ЛС требуются адаптеры сети (сетевые платы). Самыми известными являются адаптеры Ethernet.

3 Волоконно-оптические кабели – передают данные по стеклянным «проводам» в виде световых импульсов. Наивысшая скорость передачи, надежность (нет электромагнитных помех), наиболее защищены от несанкционированного доступа, удобны в транспортировке (тонок и легок), дороги (сложность обработки).

Беспроводная связь – на радиоволнах СВЧ диапазона.

Топология сетей.

ЛС могут иметь различную конфигурацию (архитектуру, топологию). В зависимости от способа объединения компьютеров в ЛС различают следующие виды топологии ЛС: кольцевая, радиальная (звезда), шинная, древовидная (рис. 9.1). На практике применяют комбинацию этих конфигураций.

Рис. 9.1. Топология сетей: а – кольцевая; б – радиальная (звезда);

в – шинная; г – древовидная

В ЛС на витой паре кроме кабелей и сетевых адаптеров используются другие сетевые устройства – концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

Концентратор или хаб (hab) – устройство, объединяющее несколько ветвей звездообразной ЛС, транслирует пакеты во все ветви сети одинаково. Возможен перехват передаваемой информации с другого компьютера. В настоящее время выпуск этих устройств прекращен.

Коммутатор или свич (switch) – устройство, объединяющее несколько ветвей звездообразной ЛС, транслирует пакеты в заданные ветви.

Маршрутизатор (шлюз) или роутер (router) – устройство, выполняющее преобразование данных между различными стандартами передачи, обеспечивает объединение локальных сетей с глобальными сетями, использующими разные физические технологии передачи данных и интерфейсы. Маршрутизаторы объединяют большие сети и являются своеобразными «вокзалами» для пакетов, следующих из одного региона планеты в другой. Маршрутизатор на основании информации о топологии сети и определённых правил принимает решение о пересылке пакетов сетевого уровня модели OSI между различными сегментами сети. Работает на более высоком уровне, нежели коммутатор и является более совершенным по своей функциональности, чем сетевой мост.

Повторители. На физическом уровне пакет представляет собой цуг импульсов, распространяющихся по коаксиальному кабелю, скрученной паре или оптическому волокну. За счет дисперсии, частичным отражениям от точек подключения и поглощения в среде, импульсы в пакете «расплываются» и искажаются (ухудшается отношение сигнал/шум), это является одной из причин ограничения длин кабельных сегментов. Для преодоления этих ограничений вводятся сетевые повторители (repeater). Повторитель воспринимает входные импульсы, удаляет шумовые сигналы и передает вновь сформированные пакеты в следующий кабельный сегмент или сегменты. Никакого редактирования или анализа поступающих данных не производится. Задержка сигнала повторителем не должна превышать 7,5 тактов (750 нс для обычного Ethernet).

Мост. К любой подсети может вести несколько путей, все пути кроме одного должны быть заблокированы. Сети, между которыми включается мост, необязательно должны работать согласно идентичным протоколам. Возможны мосты между Ethernet и Token Ring или между Ethernet и ATM.

Мост, имеющий более двух портов, называется переключателем. Иногда переключатели называются маршрутизаторами, тем более что некоторые из них поддерживают внутренние протоколы.

Особый класс образуют мультиплексоры / демультиплексоры, которые используют собственные протоколы и служат для предоставления общего канала большему числу потребителей. Эти устройства широко используются при построении сетей типа Интранет (корпоративные сети, где субсети разных филиалов разнесены на большие расстояния). Такие сети строятся на базе специальных выделенных каналов, а мультиплексоры позволяют использовать эти каналы для предоставления комплексных услуг: телефонной связи, передачи факсов и цифровой информации, экономя значительные средства.

Сервер – подключенный к сети компьютер, на котором располагаются сайты, архивы FTP и другие структуры.