 |
Назначение компьютерных сетей
|
|
|
|
При физическом соединении двух или более компьютеров образуется компьютерная сеть.
В общем случае, для создания компьютерных сетей необходимо специальное аппаратное обеспечение (сетевое оборудование) и специальное программное обеспечение (сетевые программные средства).
Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными называется прямым соединением.
Все компьютерные сети без исключения имеют одно назначение — обеспечение совместного доступа к общим ресурсам.
Ресурсы бывают трех типов:
v аппаратные,
v программные и
v информационные.
Например, устройство печати (принтер) — это аппаратный ресурс. Емкости жестких дисков — тоже аппаратный ресурс.
Когда все участники небольшой компьютерной сети пользуются одним общим принтером, это значит, что они разделяют общий аппаратный ресурс.
То же можно сказать и о сети, имеющей один компьютер с увеличенной емкостью жесткого диска (файловый сервер), на котором все участники сети хранят свои архивы и результаты работы.
Кроме аппаратных ресурсов компьютерные сети позволяют совместно использовать программные ресурсы.
Так, например, для выполнения очень сложных и продолжительных расчетов можно подключиться к удаленной большой ЭВМ и отправить вычислительное задание на нее, а по окончании расчетов точно так же получить результат обратно.
Данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, образуют информационный ресурс.
Роль этого ресурса сегодня видна наиболее ярко на примере Интернета, который воспринимается, прежде всего, как гигантская информационно-справочная система.
Основные понятия (протоколы, ресурсы)
Для обеспечения необходимой совместимости как по аппаратуре, так и по программам в компьютерных сетях действуют специальные стандарты, называемые протоколами.
|
|
|
Они определяют характер аппаратного взаимодействия компонентов сети (аппаратные протоколы) и характер взаимодействия программ и данных (программные протоколы).
Физически функции поддержки протоколов исполняют аппаратные устройства (интерфейсы) и программные средства (программы поддержки протоколов). Программы, выполняющие поддержку протоколов, часто тоже называют протоколами.
Так, например, если два компьютера соединены между собой прямым соединением, то на физическом уровне протокол их взаимодействия определяют конкретные устройства физического порта (параллельного или последовательного) и механические компоненты (разъемы, кабель и т. п.).
На более высоком уровне взаимодействие между компьютерами определяют программные средства, управляющие передачей данных.
Классификация компьютерных сетей
Локальные (LAN — Local Area Network) и глобальные (WAN — Wide Area Network)
В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети принято разделять на
§ локальные (LAN — Local Area Network) и
§ глобальные (WAN — Wide Area Network).
Компьютеры локальной сети преимущественно используют единый комплект протоколов для всех участников.
По территориальному признаку локальные сети отличаются компактностью.
Они могут объединять компьютеры одного помещения, этажа, здания, группы компактно расположенных сооружений.
Глобальные сети имеют, как правило, увеличенные географические размеры.
Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы.
Рабочие группы
Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются рабочими группами.
В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети.
|
|
|
Администрирование сетей
Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети.
Управление сетевыми политиками (их может быть несколько в одной сети) называется администрированием сети.
Лицо, управляющее организацией работы участников локальной компьютерной сети, называется системным администратором.
Для связи между собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые шлюзами.
Шлюзы могут быть как аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный компьютер (шлюзовый сервер), а может быть и компьютерная программа, шлюзовое приложение.
При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети важную роль играет понятие сетевой безопасности.
В частности, должен быть ограничен доступ в локальную сеть для посторонних лиц извне, а также ограничен выход за пределы локальной сети для сотрудников предприятия, не имеющих соответствующих прав.
Для обеспечения сетевой безопасности между локальной и глобальной сетью устанавливают так называемые брандмауэры.
Брандмауэром может быть специальный компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.
Линии связи
A. Кабельная система
B. Радиоканалы
Линия связи состоит в общем случае из физической среды, по которой передаются электрические информационные сигналы, аппаратуры передачи данных и промежуточной аппаратуры. Синонимом термина линия связи (line) является термин канал связи (channel).
Кабельные линии представляют собой достаточно сложную конструкцию. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции: электрической, электромагнитной, механической, а также, возможно, климатической. Кроме того, кабель может быть оснащен разъемами, позволяющими быстро выполнять присоединение к нему различного оборудования. В компьютерных сетях применяются три основных типа кабеля: кабели на основе скрученных пар медных проводов, коаксиальные кабели с медной жилой, а также волоконно-оптические кабели.
|
|
|
Радиоканалы наземной и спутниковой связи образуются с помощью передатчика и приемника радиоволн. Существует большое количество различных типов радиоканалов, отличающихся как используемым частотным диапазоном, так и дальностью канала. Диапазоны коротких, средних и длинных волн (KB, CB и ДВ), называемые также диапазонами амплитудной модуляции (Amplitude Modulation, AM) по типу используемого в них метода модуляции сигнала, обеспечивают дальнюю связь, но при невысокой скорости передачи данных. Более скоростными являются каналы, работающие на диапазонах ультракоротких волн (УКВ), для которых характерна частотная модуляция (Frequency Modulation, FM), а также диапазонах сверхвысоких частот (СВЧ или microwaves). В диапазоне СВЧ (свыше 4 ГГц) сигналы уже не отражаются ионосферой Земли и для устойчивой связи требуется наличие прямой видимости между передатчиком и приемником. Поэтому такие частоты используют либо спутниковые каналы, либо радиорелейные каналы, где это условие выполняется.
Сетевые устройства
A. Сетевые адаптеры
B. Повторитель
C. Концентратор
D. Мост
E. Маршрутизатор
Сетевые адаптеры преобразуют пакеты данных в сигналы для передачи по сети,
В ходе изготовления фирмой-производителем каждому сетевому адаптеру присваивается физический адрес, который заносится в специальную микросхему, устанавливаемую на плате адаптера.
Повторители позволяют увеличить протяженность сети, гарантируя при этом, что сигнал будет распознан принимающими устройствами. Повторители принимают ослабленный сигнал, очищают его от помех, усиливают и отправляют дальше в сеть, тем самым увеличивая расстояния, на которых сеть может функционировать.
Концентратор — наиболее распространенное сетевое устройство, которое служит центром сети. Концентратор можно представить себе в виде устройства, которое содержит множество независимых, но связанных между собой модулей сетевого оборудования. В локальных сетях концентраторы ведут себя как мультипортовые повторители. В таких случаях концентраторы используются, чтобы разделить сетевые носители и обеспечить множественное подключение. Недостатком использования концентратора является то, что он не может фильтровать сетевой трафик.
|
|
|
Мосты работают на уровне 2 (канальном) эталонной модели OSI и не занимаются исследованием информации от верхних уровней. Назначение мостов состоит в том, чтобы устранить ненужный трафик и уменьшить вероятность возникновения конфликтов. Мосты фильтруют трафик только по МАС-адресу, поэтому они могут быстро пропускать трафик, представляющий любой протокол сетевого уровня. Так как мосты проверяют только МАС-адрес, протоколы не имеют для них значения. Как следствие, мосты отвечают только за то, чтобы пропускать или не пропускать пакеты дальше, основываясь при этом на содержащихся в них МАС-адресах.
Маршрутизаторы же используются для объединения отдельных сетей и для доступа к Internet. Маршрутизаторы используют уровень 3 для определения оптимального маршрута доставки данных в сети и помогают сдерживать объем широковещательных пакетов.
|
|
|
