Базовые технологии локальных сетей

типом (одноранговая или с выделенным сервером);

топологией;

типом доступа  к среде передачи данных;

максимальной  пропускной способностью сети;

максимальным  количеством рабочих станций;

типом компьютеров  в сети (однородные или неоднородные сети);

максимальной  допустимой протяженностью сети;

максимальным  допустимым удалением рабочих станций  друг от друга;

качеством и  возможностями сетевой операционной системы;

объемом и  технологией использования информационного  обеспечения (баз данных);

средствами  и методами защиты информации в сети;

средствами  и методами обеспечения отказоустойчивости ЛВС;

 И другими  параметрами, которые влияют на  эффективность функционирования  ЛВС.

Многослойная  модель сети

 

 

 Весь  комплекс программно-аппаратных  средств сети может быть описан  многослойной моделью, состоящей  из слоев:

компьютеры  или компьютерные платформы;

коммуникационное  оборудование;

операционные  системы;

сетевые приложения.

 

Компьютеры

 

 В основе  любой сети лежит аппаратный  слой стандартизированных компьютерных  платформ. В настоящее время широко  используются компьютерные платформы  различных классов - от персональных  компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Компьютеры подключаются к сети с помощью сетевой карты.

 

Коммуникационное  оборудование

 Ко второму  слою относится коммуникационное  оборудование, которое играет не  менее важную роль, чем компьютеры. Коммуникационное оборудование  сетей можно разделить на три  группы:

1) сетевые  адаптеры (карты);

2) сетевые  кабели;

3) промежуточное  коммуникационное оборудование (трансиверы, повторители, концентраторы, коммутаторы,  мосты, маршрутизаторы и шлюзы).

 

Операционные  системы

 Третьим  слоем, образующим программную  платформу сети, являются операционные  системы. В зависимости от того, какие концепции управления локальными  и распределенными ресурсами  положены в основу сетевой  ОС, зависит эффективность работу  всей сети.

 

Сетевые приложения

 Четвертый  слой - это сетевые приложения. К  сетевым приложениям относятся  такие приложения как сетевые  базы данных, почтовые приложения, системы автоматизации коллективной  работы и т.д.

 

Техническое обеспечение вычислительных систем

 Рассмотрим  более подробно аппаратные средства  сетей - компьютеры. Архитектура  компьютера включает в себя  как структуру, отражающую аппаратный  состав ПК, так и программно  – математическое обеспечение.  Все компьютеры сетей можно  разделить на два класса: серверы  и рабочие станции.

 

Сервер (server)- это многопользовательский компьютер, выделенный для обработки запросов от всех рабочих станций. Это мощный компьютер или мэйнфрейм, предоставляющий рабочим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Сервер имеет сетевую операционную систему, под управлением, которой происходит совместная работа всей сети.

 

 Основными  требованиями, которые предъявляются  к серверам, являются высокая  производительность и надежность  их работы. Серверы в больших  сетях стали специализированными  и, как правило, используются  для управления сетевыми базами  данных, организации электронной  почты, управления многопользовательскими  терминалами (принтерами, сканерами,  плоттерами) и т.д.

 

 

Существует  несколько типов серверов:

Файл-серверы. Управляют доступом пользователей  к файлам и программам.

 Принт-серверы.  Управляют работой системных  принтеров. 

Серверы приложений. Серверы приложений - это работающий в сети мощный компьютер, имеющий  прикладную программу, с которой  могут работать клиенты. Приложения по запросам пользователей выполняются  непосредственно на сервере, а на рабочую станцию передаются лишь результаты запроса.

Почтовые  серверы. Данный сервер используется для  организации электронной корреспонденции  с электронными почтовыми ящиками.

Прокси-сервер. Это эффективное средство подключения  локальных сетей к сети Интернет. Прокси-сервер - компьютер, постоянно  подключенный к сети Интернет, через  который происходит общение пользователей  локальной сети с сетью Интернетом.

Коммуникационное  оборудование вычислительных сетей

 

Сетевые адаптеры - это коммуникационное оборудование

 Сетевой  адаптер (сетевая карта) - это устройство  двунаправленного обмена данными  между ПК и средой передачи  данных вычислительной сети. Кроме  организации обмена данными между  ПК и вычислительной сетью,  сетевой адаптер выполняет буферизацию  (временное хранение данных) и  функцию сопряжения компьютера  с сетевым кабелем. Сетевыми  адаптерами реализуются функции  физического уровня, а функции  канального уровня семиуровневой  модели ISO реализуются сетевыми адаптерами  и их драйверами.

 

 Адаптеры  снабжены собственным процессором  и памятью. Карты классифицируются  по типу порта, через который  они соединяются с компьютером: ISA, PCI, USB. Наиболее распространенные  из них - это сетевые карты  PCI. Карта, как правило, устанавливается  в слот расширения PCI, расположенный  на материнской плате ПК, и  подключается к сетевому кабелю  разъемами типа: RJ-45 или BNC.

 

 Сетевые  карты можно разделить на два  типа:

 адаптеры  для клиентских компьютеров;

 адаптеры  для серверов.

 

 В зависимости  от применяемой технологии вычислительных  сетей Ethernet, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet, сетевые карты обеспечивают скорость передачи данных: 10, 100 или 1000 Мбит/с.

 

Сетевые кабели вычислительных сетей 

 В качестве  кабелей соединяющих отдельные  ПК и коммуникационное оборудование  в вычислительных сетях применяются:  витая пара, коаксиальный кабель, оптический кабель, свойства которых изложены в разделе "Линии связи и каналы передачи данных"

 

Промежуточное коммуникационное оборудование вычислительных сетей

 В качестве  промежуточного коммуникационного  оборудования применяются: трансиверы (transceivers), повторители (repeaters), концентраторы (hubs), коммутаторы (switches), мосты (bridges), маршрутизаторы (routers) и шлюзы (gateways).

 

 Промежуточное  коммуникационное оборудования  вычислительных сетей используется  для усиления и преобразования  сигналов, для объединения ПК  в физические сегменты, для разделения  вычислительных сетей на подсети  (логические сегменты) с целью  увеличения производительности  сети, а также для объединения  подсетей (сегментов) и сетей в  единую вычислительную сеть.

 

 Физическая  структуризация вычислительных  сетей объединяет ПК в общую  среду передачи данных, т.е. образует  физические сегменты сети, но  при этом не изменяет направление  потоков данных. Физические сегменты  упрощают подключение к сети  большого числа ПК.

 

 Логическая  структуризация разделяет общую  среду передачи данных на логические  сегменты и тем самым устраняет  столкновения (коллизии) данных в  вычислительных сетях. Логические  сегменты или подсети могут  работать автономно и по мере  необходимости компьютеры из  разных сегментов могут обмениваться  данными между собой. Протоколы  управления в вычислительных  сетях остаются теми же, какие  применяются и в неразделяемых  сетях. 

 

 Трансиверы  и повторители обеспечивают усиление  и преобразование сигналов в  вычислительных сетях. Концентраторы  и коммутаторы служат для объединения  нескольких компьютеров в требуемую  конфигурацию локальной вычислительной  сети.

 

 Концентраторы  являются средством физической  структуризации вычислительной  сети, так как разбивают сеть  на сегменты. Коммутаторы предназначены  для логической структуризации  вычислительной сети, так как  разделяют общую среду передачи  данных на логические сегменты  и тем самым устраняют столкновения.

 

 Для соединения  подсетей (логических сегментов)  и различных вычислительных сетей  между собой в качестве межсетевого  интерфейса применяются коммутаторы,  мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

 

 Повторители  – это аппаратные устройства, предназначенные для восстановления  и усиления сигналов в вычислительных  сетях с целью увеличения их  длины.

 

 

 Трансиверы  или приемопередатчики – это  аппаратные устройства, служащие  для двунаправленной передачи  между адаптером и сетевым  кабелем или двумя сегментами  кабеля. Основной функцией трансивера  является усиление сигналов. Трансиверы  применяются и в качестве конверторов  для преобразование электрических сигналов в другие виды сигналов (оптические или радиосигналы) с целью использования других сред передачи информации.

 

 

Концентраторы – это аппаратные устройства множественного доступа, которые объединяют в одной  точке отдельные физические отрезки  кабеля, образуют общую среду передачи данных или физические сегменты сети.

 

 

Коммутаторы - это программно – аппаратные устройства, которые делят общую среду  передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем  объединения нескольких физических сегментов с помощью концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора.

 

 

Мосты –  это программно – аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой  или несколько частей одной и  той же сети, работающих с разными  протоколами. Мосты предназначены  для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые  физические различия. Мост изолирует  трафик одной части сети от трафика  другой части, повышая общую производительность передачи данных.

 

 

Маршрутизаторы. Это коммуникационное оборудование, которое обеспечивает выбор маршрута передачи данных между несколькими сетями, имеющими различную архитектуру или протоколы. Маршрутизаторы применяют только для связи однородных сетей и в разветвленных сетях, имеющих несколько параллельных маршрутов. Маршрутизаторами и программными модулями сетевой операционной системы реализуются функции сетевого уровня.

 

 Шлюзы  – это коммуникационное оборудование (например, компьютер), служащее для  объединения разнородных сетей  с различными протоколами обмена. Шлюзы полностью преобразовывают весь поток данных, включая коды, форматы, методы управления и т.д.

 

 Коммуникационное  оборудование: мосты, маршрутизаторы и шлюзы в локальной вычислительной сети - это, как правило, выделенные компьютеры со специальным программным обеспечением.