Аппаратные средства организаций компьютерной сети

Для соединения устройств в сети используется специальное оборудование.

Сетевые кабели подразделяются на коаксиальные, состо­ящие из двух изолированных между собой концентрических про­водников, из которых внешний имеет вид трубки; оптоволокон­ные, состоящие из стеклянной трубки, внутри которой находятся оптические волокна, представляющие практически идеальную пе­редающую среду; кабели на витых парах, образованные двумя переплетенными друг с другом проводами, и др.

Коннекторы (соединители) служат для подключения кабе­лей к компьютеру, а разъемы — для соединения отрезков кабеля.

Сетевые интерфейсные адаптеры служат для при­ема и передачи данных. Эти же функции выполняет сетевая карта. В соответствии с определенным протоколом они управляют дос­тупом к среде передачи данных. Размещаются сетевые интерфейс­ные адаптеры в системных блоках компьютеров, подключенных к сети. К разъемам адаптеров подключается сетевой кабель.

Трансиверы повышают уровень качества передачи данных по кабелю, отвечают за прием сигналов из сети и обнаружение конфликтов.

X а б ы (концентраторы) и коммутирующие хабы (коммутато­ры) расширяют топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором разнотипных портов позволяет объединять сегменты сетей с различными ка­бельными системами. К порту хаба можно подключать как отдель­ный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.

Повторители (репитеры) (рис. 3.15, а) усиливают сигна­лы, передаваемые по кабелю при его большой длине.

Для соединения локальных сетей используются следующие ус­тройства, различающиеся между собой по назначению и возмож­ностям.

Мосты (bridge) связывают две локальные сети. Они передают данные между сетями в пакетном виде, не производя в них ника­ких изменений. На рис. 3.15, б показаны три локальные сети, со­единенные двумя мостами. Здесь мосты создали расширенную сеть, которая обеспечивает своим пользователям доступ к прежде не­доступным ресурсам. Кроме того, мосты могут фильтровать паке­ты, охраняя всю сеть от локальных потоков данных и пропуская наружу только те данные, которые предназначены для других сег­ментов сети.

Маршрутизатор объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеп­лять большие сообщения на более мелкие части.

Рис. 3.15. Соединения ЛВС:

а- через повторитель; б — с помощью мостов (В); в — с помощью машрутизатора (М)

самым взаимодействие локальных сетей с разным размером паке­та. Маршрутизатор (рис. 3.15, в) может пересылать пакеты на кон­кретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные паке­ты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложнее и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.

Мостовой маршрутизатор — это гибрид моста и мар­шрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутиза­цию, где это возможно, а затем в случае неудачи переходит в режим моста.

Шлюз в отличие от моста применяется в случаях, когда со­единяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступив­шее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое со­общение, соответствующее требованиям следующей сети.

Шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. С помощью шлюзов также локальные сети подсо­единяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компью­терам.

Беспроводные сети (рис. 3.16) используются там, где проклад­ка кабелей затруднена, нецелесообразна или просто невозможна (например, в исторических зданиях, промышленных помещениях с металлическим или железобетонным полом, в офисах, полу­ченных в краткосрочную аренду, на складах, выставках, конфе­ренциях). В этих случаях сеть реализуется при помощи сетевых радиоадаптеров, снабженных всенаправленными антеннами и ис­пользующих в качестве среды передачи информации радиоволны. Такая сеть реализуется топологией «все со всеми» и работоспо­собна при дальности 50...200 м (см. рис. 3.16, а).

Для связи между беспроводной и кабельной частями сети ис­пользуется специальное устройство, называемое точкой входа (или радиомостом). Можно использовать и обычный компьютер, в ко­тором установлены два сетевых адаптера — беспроводной и ка­бельный.

Другой важной областью применения беспроводных сетей яв­ляется организация связи между удаленными сегментами локаль­ных сетей при отсутствии инфраструктуры передачи данных (ка­бельных сетей общего доступа, высококачественных телефонных линий и др.), что типично для нашей страны. В этом случае для наведения беспроводных мостов между двумя удаленными сегмен­тами используются радиомосты с антенной направленного типа (см. рис. 3.16, б).

Если в сеть нужно объединить несколько сегментов, то исполь­зуется топология «Звезда» (см. рис. 3.16, в). При этом в централь­ном узле устанавливается всенаправленная антенна, а в удален­ных узлах — направленные. Сети звездообразной топологии могут образовывать сети разнообразной конфигурации.

Рис. 3.16. Беспроводные сети: Ш — полносвязанная технология; б —топология «Точка-точка»; в — топология «Звезда»

Сетевая магистраль с беспроводным доступом позволяет отказаться от использования медленных модемов.

Глобальная сеть Интернет

Интернет — гигантская всемирная компьютерная сеть, объе­диняющая десятки тысяч сетей всего мира. Ее назначение — обес­печить любому желающему постоянный доступ к любой инфор­мации. Интернет предлагает практически неограниченные ин­формационные ресурсы, полезные сведения, обучающие про­граммы, развлечения, возможность общения с компетентными людьми, услуги удаленного доступа, передачи файлов, элект­ронной почты и многое другое. Интернет обеспечивает принци­пиально новый способ общения людей, не имеющий аналогов в мире.

Благодаря сети Интернет стал доступен (бесплатно или за уме­ренную плату) огромный объем информации. Так, пользователь в любой стране может связаться с людьми, разделяющими его ин­тересы, или получить ценные сведения в электронных библиоте­ках, даже если они находятся на другом конце света. Нужная ин­формация окажется в его компьютере за считанные секунды, прой­дя путь по длинной цепочке промежуточных компьютеров, по кабелям и радиоканалам.

Интернет финансируется правительствами, научными и обра­зовательными учреждениями, коммерческими структурами и мил­лионами частных лиц во всех частях света, но никто конкретно не является ее владельцем. Управляет сетью Совет по архитектуре Интернета, формируемый из приглашенных добровольцев.

Сеть была создана в 1984 г., и сейчас ею пользуются примерно 40 млн человек. Интернет все время изменяется, поскольку имеет много квалифицированных пользователей, которые пишут про­граммы для себя, а затем распространяют их среди желающих. Постоянно появляются новые серверы, а существующие обнов­ляются. Стремительно растут информационные потоки. Отдель­ные участки Интернета представляют собой сети различной архи­тектуры, которые связываются между собой с помощью маршру­тизаторов. Передаваемые данные разбиваются на небольшие пор­ции, называемые пакетами, которые перемещаются по сети неза­висимо.

Сети в Интернете неограниченно коммутируются (т.е. связы­ваются) друг с другом, потому что все компьютеры, участвующие в передаче данных, используют единый протокол коммуникации TCP/IP (ти-си-пи/ай-пи).

Протокол — правила и последовательность выполнения действий при обмене информацией на различных уровнях.

да самом деле протокол TCP/IP — это два разных протокола, дающих различные аспекты передачи данных в сети:

. протокол TCP (Transmission Control Protocol) — протокол давления передачей данных, использующий автоматическую по­вторную передачу пакетов, содержащих ошибки; этот протокол отвечает за разбиение передаваемой информации на пакеты и правильное восстановление информации из пакетов получателя;

• протокол IP (Internet Protocol) — протокол межсетевого вза­имодействия, отвечающий за адресацию и позволяющий пакету на пути к конечному пункту назначения проходить по несколь­ким сетям.

Схема передачи, информации по протоколу TCP/IP такова: протокол TCP разбивает информацию на пакеты и нумерует все пакеты; затем с помощью протокола IP все пакеты передаются получателю, где с помощью протокола TCP проверяется, все ли пакеты получены; после получения всех пакетов протокол TCP располагает их в нужном порядке и собирает в единое целое.

Каждый компьютер, подключенный к сети Интернет, имеет два равноценных уникальных адреса: цифровой IP-адрес и сим­волический доменный адрес. Присваивание адресов происходит по следующей схеме: международная организация Сетевой Ин­формационный Центр выдает группы адресов владельцам локаль­ных сетей, а последние распределяют конкретные адреса по сво­ему усмотрению.

IP-адрес компьютера имеет длину 4 байт. Обычно первый и второй байты определяют адрес сети, третий байт определяет ад­рес подсети, а четвертый байт — адрес компьютера в подсети. Для удобства IP-адрес записывают в виде четырех чисел со значения­ми от 0 до 255, разделенных точками, например: 145.37.5.150 (ад­рес сети — 145.37; адрес подсети — 5; адрес компьютера в подсе­ти — 150) Не могут быть использованы следующие комбинации: 255, 255.255, 255.255.255, 000, 000.000, 000.000.000, 127.

Ограничено ли число IP-адресов? Да, ограничено. В скором времени будет введена система 64-битового адреса, а пока суще­ствует проблема с распределением адресов. Провайдеры, предос­тавляя доступ в Интернет, выделяют компьютеру динамический IP-адрес, который действует только на время сеанса связи с Ин­тернетом. Доменный адрес, или домен (от англ. domain — область), в отличие от цифрового является символическим и легче запоми­нается. Пример доменного адреса: tl. book.com.ru. Здесь домен tl — Имя реального компьютера, домен book — имя группы, присво­ившей имя этому компьютеру, домен com — имя более крупной группы, присвоившей имя домену и т. д. В процессе передачи дан­ных доменный адрес автоматически преобразуется в IP-адрес.

Для сопоставления IP-адресов и доменных имен, хранения и Поиска адресов компьютеров в Интернете создана специальная служба имен доменов — DNS (Domain Name Service). Физически эта служба разделена на множество DNS-серверов, каждый из которых «знает» обо всех компьютерах в своем домене. Когда вы вводите доменный адрес в адресной строке, ваш запрос сначала отправляется на сервер DNS, который сопоставляет доменное имя и IP-адрес компьютера (хоста). После этого ваш запрос, снабжен­ный машинным адресом, отправляется по назначению. Название большинства доменов верхнего уровня состоит из двух-трех букв указывающих на национальную или организационную принадлеж­ность домена (можно сказать, сети). Такой принцип группирова­ния нижележащих доменов упрощает для человека навигацию в Интернете. Например:

.fr — Франция;.ru — Россия;

.са — Канада; jp — Япония;

.us — США;.uk — Англия.

Для подключения к Интернету можно использовать несколько способов.

Самый распространенный и недорогой — при помощи модема и телефонной линии. При этом используются три типа подключе­ния, отличающиеся друг от друга по объему услуг и цене:

• почтовое — позволяет только обмениваться электронной по­чтой с любым пользователем Интернета;

• сеансовое в режиме on-line (на прямом проводе) — работа в диалоговом режиме — предоставляет все возможности сети на вре­мя сеанса;

• прямое (личное) — предоставляет все возможности сети в любое время, но является самым дорогостоящим.

При работе в сеансовом режиме доступ к Интернету обычно покупается у провайдеров (от англ. provide — предоставлять, обес­печивать) — фирм, предоставляющих доступ к ресурсам Интер­нета за плату.

Величину потока информации (объем последней измеряется в битах или байтах и единицах, им кратных), прошедшего за опре­деленный промежуток времени через выделенный канал связи, шлюз или другую систему, принято называть трафиком.