Розділ 2 Загальні принципи побудови мереж

Коли ви приступаєте до вивчення конкретних технологій для мереж LAN, WAN і MAN, таких як Ethernet, IP або ATM, то дуже скоро починаєте розуміти, що у цих технологій є багато спільного. При цьому вони не є тотожними, в кожної технології та протоколі є свої особливості, так що не можна механічно перенести знання з однієї технології до іншої.

Вивчення загальних принципів побудови комп'ютерних мереж допоможе вам надалі швидше «розбиратися» з будь-якою конкретною мережевою технологією. Однак відомий вислів «Знання декількох принципів звільняє від запам'ятовування безлічі фактів» не варто сприймати буквально - хороший фахівець, звичайно ж, повинен знати безліч деталей і фактів. Знання принципів дозволяє систематизувати ці приватні відомості, зв'язати їх один з одним в струнку систему і тим самим використовувати більш усвідомлено і ефективно. Звичайно, вивчення принципів перед вивченням конкретних технологій - завдання непросте, особливо для читачів з практичним складом розуму. Крім того, завжди є небезпека неправильного розуміння якогось загального твердження без перевірки його в практичній реалізації. Тому ми просимо читачів повірити нам поки на слово, що це цього варте, а також скористатися нашою порадою: в ході вивчення матеріалу наступних розділів книги час від часу подумки повертайтеся до теоретичних питань і перевіряйте себе, чи так ви зрозуміли ті чи інші механізми, коли вивчали їх вперше.

У цьому розділі ми розглянемо такі фундаментальні поняття мережевих технологій, як комутація та маршрутизація, мультиплексування і поділ середовища передачi. Ми познайомимось також із загальними підходами, що застосовуються при адресації вузлів мережі і виборі топології.

 

 

Найпростіша мережа з двох комп'ютерів

Спільне використання ресурсів

Історично головною метою об'єднання комп'ютерів в мережу був поділ ресурсів: користувачі комп'ютерів, підключених до мережі, або додатки, які виконуються на цих комп'ютерах, отримують можливість автоматичного доступу до різноманітних ресурсів інших комп'ютерів мережі, до числа яких відносяться:

§ периферійні пристрої, такі як диски, принтери, плотери, сканери та ін.;

§ дані, що зберігаються в оперативній пам'яті або на зовнішніх запам'ятовуючих пристроях;

§ обчислювальна потужність (за рахунок віддаленого запуску «своїх» програм на «чужих» комп'ютерах).

Щоб забезпечити користувачів різних комп'ютерів можливістю спільного використання ресурсів мережі, комп'ютери необхідно оснастити якимись додатковими мережевими засобами.

Розглянемо найпростішу мережу, що складається з двох комп'ютерів, до одного з яких підключений принтер (рис. 2.1). Які додаткові кошти повинні бути передбачені в обох комп'ютерах, щоб з принтером міг працювати не тільки користувач комп'ютера В, до якого цей принтер безпосередньо підключений, але і користувач комп'ютера А?

Мережеві інтерфейси

Для зв'язку пристроїв в них, перш за все, повинні бути передбачені зовнішні інтерфейси.

Інтерфейс - в широкому сенсі - формально визначена логічна і/або фізична межа між взаємодіючими незалежними об'єктами. Інтерфейс задає параметри, процедури і характеристики взаємодії об'єктів.

Інтерфейси поділяють на логічні і фізичні.

§ Фізичний інтерфейс (ще називають також портом) - визначається набором електричних зв'язків і характеристиками сигналів. Зазвичай він являє собою роз'єм з набором контактів, кожен з яких має певне призначення, наприклад, це може бути група контактів для передачі даних, контакт синхронізації даних і т. д. Пара роз'ємів з'єднується кабелем, що складається з набору проводів, кожен з яких з'єднує відповідні контакти. У таких випадках говорять про створення лінії або каналу зв'язку між двома пристроями.

§ Логічний інтерфейс (ще називають також протоколом) - це набір інформаційних повідомлень певного формату, якими обмінюються два пристрої або дві програми, а також набір правил, що визначають логіку обміну цими повідомленнями.

На рис. 2.2 ми бачимо інтерфейси двох типів: комп'ютер-комп'ютер і комп'ютер-периферійний пристрій.

§ Інтерфейс комп'ютер-комп'ютер дозволяє двом комп'ютерам обмінюватися інформацією. З кожного боку він реалізується парою:

· апаратним модулем, званим мережевим адаптером або мережевою картою (Network Interface Card, NIC);

· драйвером мережевої інтерфейсної карти - спеціальною програмою, що управляє роботою мережевої інтерфейсної карти.

§ Інтерфейс комп'ютер-периферійний пристрій (в даному випадку інтерфейс комп'ютер-принтер) дозволяє комп'ютеру керувати роботою периферійного пристрою (ПП). Цей інтерфейс реалізується:

· з боку комп'ютера - інтерфейсною картою і драйвером ПП (принтера), подібно до мережевої інтерфейсної карти і її драйверу;

· з боку ПП - контролером ПП (принтера), зазвичай представляє собою апаратний пристрій, який приймає від комп'ютера як дані, наприклад байти інформації, яку потрібно роздрукувати на папері, так і команди, які він опрацьовує, керуючи електромеханічними частинами периферійного пристрою, наприклад виштовхуючи аркуш паперу з принтера або переміщаючи магнітну головку диска.