Техническое обеспечение компьютерных сетей

Техническое обеспечение компьютерных сетей включает следу­ющие компоненты:

♦ серверы, рабочие станции;

♦ каналы передачи данных;

♦ интерфейсные платы и устройства преобразования сигналов;

♦ маршрутизаторы и коммутационное оборудование.

Рабочая станция — компьютер, через который пользователь полу­чает доступ к ресурсам сети. Часто рабочую станцию, так же как и поль­зователя сети, называют клиентом сети.

Сервер — это предназначенный для обработки запросов от всех ра­бочих станций сети многопользовательский компьютер, предоставля­ющий этим станциям доступ к общим системным ресурсам. Сервер работает под управлением сетевой операционной системы. Наиболее важным требованием, которое предъявляется к серверу, является вы­сокая производительность и надежность работы.

Сервер приложений — это работающий в сети компьютер большой мощности, имеющий программное обеспечение (приложения), с кото­рым могут работать клиенты сети.

Специализированные серверы применяют для создания и управ­ления базами данных и архивами данных, поддержки многоадресной факсимильной связи и электронной почты, управления многопользо­вательскими терминалами (принтеры, плоттеры) и т. д. Можно при­вести следующие примеры специализированных серверов: файл-сер­вер, факс-сервер, почтовый сервер, сервер печати, серверы-шлюзы.

Файл-сервер. Основное назначение — работа с базами данных, сер­вер имеет объемные дисковые запоминающие устройства.

Факс-сервер. Это выделенная рабочая станция для организации многоадресной факсимильной связи, с несколькими факс-модемными платами. Поддерживает защиту информации от несанкционирован­ного доступа в процессе передачи, обладает системой хранения элек­тронных факсов.

Почтовый сервер. Это выделенная рабочая станция для организа­ции электронной почты, с электронными почтовыми ящиками.

Сервер печати предназначен для эффективного использования си­стемных принтеров.

Серверы-шлюзы в Интернете играют роль маршрутизаторов, обеспечивают безопасную работу в сети.

Хост-компьютерами называют такие компьютеры, которые имеют непосредственный доступ в глобальную сеть.

Узлы коммутации предназначены для приема, анализа и отправки данных по выбранному направлению. В сетях с маршрутизацией узлы коммутации осуществляют выбор маршрута.

Устройства коммутации являются наиболее важным оборудовани­ем систем передачи информации в вычислительных сетях. Примене­ние таких устройств значительно сокращает протяженность каналов связи в сетях с несколькими взаимодействующими абонентами.

Узлы коммутации могут осуществлять один из трех возможных ви­дов коммутации при передаче данных: коммутацию каналов, комму­тацию сообщений, коммутацию пакетов.

При коммутации каналов используются сообщения или пакеты, которые часто называют дейтаграммами.

Дейтаграмма — это пакет данных (сообщение), который содержит в своем заголовке информацию, необходимую для передачи его от ис­точника к получателю независимо от всех предыдущих и последу­ющих сообщений.

Между пунктами отправления и приема сообщения устанавливает­ся непосредственное физическое соединение на основе формирования составного канала из последовательно соединенных отдельных участ­ков каналов связи. Такой канал организуется в начале сеанса связи, поддерживается в течение всего сеанса и разрывается только после окончания передачи. Основные достоинства метода заключаются в сле­дующем:

· возможность работы в диалоговом режиме и в режиме реального времени;

· ♦ обеспечение полной прозрачности канала.

· Метод коммутации применяется чаще всего при телефонной связи.

· При коммутации сообщений данные передаются в виде дискретных порций разной длины (сообщений). Между источником и адресатом сквозной физический канал не устанавливается и ресурсы коммуни­кационной системы предварительно не распределяются. Отправитель только указывает адрес получателя. Узлы коммутации анализируют адрес, текущую занятость каналов и передают сообщение по доступ­ному в данный момент времени каналу на ближайший узел сети в сторону получателя. В узлах коммутации имеются коммутаторы, управляемые связным процессором, которые также обеспечивают вре­менное хранение данных в буферной памяти, контроль достоверности информации и исправление ошибок, преобразование форматов дан­ных, формирование сигналов подтверждения получения сообщения. Применяется этот вид коммутации в электронной почте, телеконфе­ренциях.

· Метод коммутации пакетов был разработан в современных систе­мах для повышения оперативности, надежности передачи и уменьше­ния емкости запоминающих устройств узлов коммутации. Длинные сообщения разделяются на несколько более коротких, которые назы­вают пакетами. Данный вид коммутации обеспечивает наибольшую пропускную способность сети и наименьшую задержку при передаче данных. Недостатком коммутации пакетов является сложность его применения для систем, работающих в интерактивном режиме и в ре­жиме реального времени.

· В узлах коммутации применяются также концентраторы. Их назначение заключается в объединении и уплотнении входных потоков данных, поступающих от абонентов по низкоскоростным каналам связи, в один или несколько более ско­ростных каналов связи, и наоборот.

· Концентраторы (хабы) используются для коммутации каналов в компьютерных сетях. Основные функции концентратора заключа­ются в повторении сигналов и концентрировании в себе функций объединения компьютеров в единую сеть.

· Модем — устройство прямого (модулятор) и обратного (демодуля­тор) преобразования сигналов в вид, принятый для использования в определенном канале связи.

· Модемы бывают разные, но в первую очередь их можно разделить на аналоговые и цифровые

· Аналоговые модемы самые распространенные и предназначены для выполнения следующих функций:

· ♦ при передаче для преобразования широкополосных импульсов (цифрового кода) в узкополосные аналоговые сигналы;

· ♦ при приеме для фильтрации принятого сигнала от помех и детек­тирования, то есть обратного преобразования узкополосного ана­логового сигнала в цифровой код.

Преобразование, выполняемое при передаче данных, обычно связа­но с их модуляцией.

Модуляция — это изменение какого-либо параметра сигнала в ка­нале связи (модулируемого сигнала) в соответствии с текущими зна­чениями передаваемых данных (модулирующего сигнала).

Демодуляция — это обратное преобразование модулированного сиг­нала в модулирующий сигнал.

Протокол передачи данных представляет собой совокупность пра­вил, определяющих формат данных и процедуры их передачи в канале связи. В протоколе подробно указывается, как представить данные, какой способ модуляции данных избрать с целью ускорения и защиты их передачи, как выполнить соединение с каналом и обеспечить до­стоверность передачи данных.

Модемы для цифровых каналов связи более правильно называть сетевыми адаптерами, так как классическая модуляция-демодуляция сигналов в них не осуществляется — входной и выходной сигналы та­кого модема являются импульсными.

Вместо модема в локальных сетях также используются сетевые адаптеры (сетевые карты), выполненные в виде плат, устанавлива­емых в разъем материнской платы.

Сетевые адаптеры можно подразделить на две группы: адаптеры для клиентских компьютеров, адаптеры для серверов.

В адаптерах для клиентских компьютеров основная часть работы по приему и передаче сообщений перекладывается на программное обеспечение. Такой адаптер дешевле и проще, но он достаточно силь­но загружает центральный процессор компьютера. Адаптеры для сер­веров используют в своей работе собственные процессоры. Этот тип адаптеров значительно дороже адаптеров для клиентских компьютеров.