Основные технологии и оборудование локальных сетей

Для организации локальной сети необходимы технические, программные и информационные средства.

Технические средства сети включают:

1. Компьютеры, технические характеристики которых во многом определяют потенциальные возможности образованной с их помощью сети. Совместное использование вычислительных ресурсов сети привело к функциональному разделению компьютеров в сети на компьютеры, предоставляющие ресурсы (серверы), и компьютеры, потребляющие ресурсы (рабочие станции — клиенты).

Сервер сети — это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети набор некоторых услуг по использованию и распределению ресурсов сети, например, одновременный доступ пользователей к общим данным, печать заданий, прием и обработка запросов к базам данных и т.д.

В качестве примеров серверов можно привести следующие:

сервер баз данных (SQL-сервер), принимающий запросы по локальной сети и возвращающий результаты;

сервер телекоммуникаций, обеспечивающий услуги по связи данной локальной сети с внешним миром;

вычислительный сервер, дающий возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях;

Web-сервер, на котором размещаются HTML-страницы;

Mail-сервер — почтовый сервер организации;

файловый сервер, поддерживающий общее хранилище файлов для всех рабочих станций.

Рабочая станция — это подключенный к сети компьютер, на котором пользователь непосредственно выполняет свою работу. На рабочей станции установлена своя операционная система, с помощью которой пользователь имеет доступ к аппаратным, программным и информационным ресурсам сети. Рабочие станции могут отличаться объемом оперативной памяти, наличием и объемом внутренней дисковой памяти, характеристиками процессора и монитора. Так как рабочие станции в сети выступают клиентами, то клиентом называется и программа, устанавливаемая на компьютере пользователя для составления и посылки запросов соответствующему серверу, получения и отображения информации на компьютере пользователя.

2. Линии связи или каналы передачи данных. При построении локальных сетей в качестве линий связи используются различные типы физических сред передачи данных:

проводные, построенные на основе коаксиального кабеля или витой пары (с электрическим сигналом передачи данных) либо волоконно-оптического кабеля (с оптическим сигналом передачи);

беспроводные (с радиосигналом, микроволновым или инфракрасным сигналом передачи данных) — каналы наземной и спутниковой связи.

Выбор той или иной линии связи определяется требуемой скоростью передачи данных, а также расстояниями между отдельными узлами сети.

3. Коммутационное оборудование (концентраторы, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы и др.), которое используется для организации топологии компьютерной сети и поддержания ее в рабочем состоянии.

Концентратор или хаб (HUB) — устройство для объединения нескольких физических сегментов сетей.

Повторитель — устройство для соединения сегментов одной сети, обеспечивающее промежуточное усиление сигнала и уменьшение шума (помех) сигналов. Позволяет расширять сеть по расстоянию и количеству подключенных узлов.

Коммутаторы — аппаратное средство, обеспечивающее прием, контроль поступления и маршрутизацию информационных пакетов — используются для логической структуризации сетей с целью повышения пропускной способности сети.

Маршрутизатор — устройство, предназначенное для организации взаимосвязи между несколькими локальными сетями и распределения потоков информации между сегментами сетей. В общем случае, маршрутизатор может представлять собой как специальное устройство, так и универсальный компьютер. В настоящее время наблюдается тенденция вытеснения маршрутизаторов и замена их высокопроизводительными коммутаторами, совмещающими в себе как функции коммутации так и маршрутизации.

Шлюз — специальный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для обеспечения совместимости между неоднородными (использующими различную программно-аппаратную платформу) сетями.

Для передачи данных между двумя компьютерами необходимо организовать физическую связь. В локальных сетях традиционно используется некоммутируемая линия связи (линия связи соединяет два компьютера постоянно) и для физического подключения компьютера в сеть применяется специальное устройство — сетевой адаптер (сетевая карта), устанавливаемый обычно в компьютере и соединяющий его с линией связи. Для функционирования сетевых адаптеров необходимы специальные программы — драйверы.

Для соединения по коммутируемой (телефонной) линии (связь между компьютерами устанавливается только на время сеанса обмена данным между ними) используется модем.

4. Соединительное оборудование (коннекторы — разъемные и/или неразъемные соединители, прикрепляемые к кабелям, различные кабельные адаптеры и разветвители и др.) — используется для стыковки разных типов кабелей и обеспечивает возможность подключения различных сетевых устройств к линиям связи.

Программные средства сети предназначены для организации коллективного доступа к ее ресурсам, динамического распределения и перераспределения ресурсов сети с целью максимальной загрузки различных технических средств, координации работы основных звеньев сети, администрирования компьютерных сетей, автоматизации программирования.

Программные средства сети включают общее, специальное и системное программное обеспечение.

К общему программному обеспечению сети относят:

операционную систему, основными функциями которой является распределение потоков заданий и данных между серверами и клиентскими машинами сети, управление подключением и отключением отдельных серверов сети и обеспечение динамики координации работы сети;

систему программирования (средства автоматизации составления программ по технологии клиент/сервер, их трансляции и отладки);

систему технического обслуживания (комплекс программ для осуществления проверки и профилактики работы технических и программных средств связи).

Специальное и системное программное обеспечение сети предназначено для рационального использования вычислительных ресурсов сети, анализа ее состояния и выработки рекомендаций для принятия решений в случае возникновения непредвиденных ситуаций.

Информационные средства сети представляют собой единый информационный фонд, содержащий массивы данных общего и индивидуального применения. В состав информационных средств компьютерной сети входят: базы знаний, автоматизированные банки данных как локальные, так и распределенные, общего и индивидуального назначения.

Глобальная сеть Internet

Internet (Интернет) — глобальная компьютерная сеть, представляющая собой всемирное объединение неоднородных компьютерных сетей, образующих единое информационное пространство благодаря использованию стандартных протоколов передачи данных.

Сегодняшний Internet это:

массовый и оперативный источник информации;

источник развлечений;

прогрессивное средство общения и коммуникации;

благоприятное пространство для бизнеса;

инструмент для рекламы;

простор для творчества;

и многое другое.

Основой сети Интернет является стек протоколов TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) — множество коммуникационных протоколов, которые определяют, как компьютеры различных типов могут общаться между собой в сети. В 1983 году эти протоколы были приняты в качестве основного протокола для всех, кто работал в глобальной сети, и позволили обмениваться данными между различными сетями.

Протоколы TCP выбирают оптимальный размер пакета передаваемых данных, обеспечивают разбивку отправляемого сообщения на куски (дейтаграммы), контролируют надежность соединения между компьютерами, отвечают за доставку сообщений по указанному адресу, восстановление на принимающем компьютере сообщения из поступающих дейтаграмм в нужном порядке, повторную отправку не доставленных или поврежденных дейтаграмм.

Протоколы IP — выполняет функции маршрутизации и доставки по адресу отдельных дейтаграмм. Они добавляют к каждому пакету служебную информацию с адресами отправителя и получателя и отвечают за адресацию сетевых узлов.