Аппаратная составляющая компьютерных сетей

1.1.3. Основные программные и аппаратные компоненты сети

Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в сети становится ясно, что вычислительная сеть — это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов:

• компьютеров;
• коммуникационного оборудования;
• операционных систем;
• сетевых приложений.

1.1.4. Что дает предприятию использование сетей

• Вычислительные сети явились результатом эволюции компьютерных технологий.
• Вычислительная сеть — это совокупность компьютеров, соединенных линиями связи. Линии связи образованы кабелями, сетевыми адаптерами и другими коммуникационными устройствами. Все сетевое оборудование работает под управлением системного и прикладного программного обеспечения.
• Основная цель сети — обеспечить пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров.
• Вычислительная сеть — это одна из разновидностей распределенных систем, достоинством которых является возможность распараллеливания вычислений, за счет чего может быть достигнуто повышение производительности и отказоустойчивости системы.
• Важнейший этап в развитии сетей — появление стандартных сетевых технологий типа Ethernet, позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры различных типов.
• Использование вычислительных сетей дает предприятию следующие возможности:
  • разделение дорогостоящих ресурсов;
  • совершенствование коммуникаций;
  • улучшение доступа к информации;
  • быстрое и качественное принятие решений;
  • свобода в территориальном размещении компьютеров.

  Источник

  Аппаратные компоненты сетей

  Для соединения устройств в сети используется специальное оборудование.

  Сетевые кабели (см. выше).

  Сетевой адаптер, также известный как сетевая плата, сетевая карта, Ethernet-адаптер, NIC – периферийное устройство, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование позволяет компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. В настоящее время, особенно в персональных компьютерах, сетевые платы довольно часто интегрированы в материнские платы для удобства и удешевления всего компьютера в целом. К разъемам адаптеров подключается сетевой кабель.

  

  Модем – устройство для передачи данных по телефонным линиям связи. Цифровые сигналы, вырабатываемые компьютером, нельзя напрямую передавать по телефонной сети, потому что она предназначена для передачи человеческой речи – непрерывных сигналов звуковой частоты. Модем обеспечивает преобразование цифровых сигналов в переменный ток частоты звукового сигнала, которое называется модуляцией, а также обратное преобразование, которое называется демодуляцией. Отсюда название устройства модем – модулятор/демодулятор.

  Модемы бывают внутренние и внешние. Внутренний модем выполняется в виде платы расширения, размещаемой в корпусе компьютера, подключаемой напрямую к системной шине и использующей общий источник питания компьютера. Внешний модем выполняется в виде отдельного устройства, подключаемого к одному из портов – последовательному или параллельному, и питаемый от собственного сетевого источника. Внешний модем также имеет индикаторы режимов работы в виде набора светодиодов или жидкокристаллического дисплея

  Повторители усиливают или регенерируют пришедший на него сигнал и ретранслирующий его на входы других сегментов сети. Одной из первых задач, которая стоит перед любой технологией транспортировки данных, является возможность их передачи на максимально большое расстояние. Физическая среда накладывает на этот процесс своё ограничение – рано или поздно мощность сигнала падает, и приём становится невозможным. Но ещё большее значение имеет то, что искажается «форма сигнала» — закономерность, в соответствии с которой мгновенное значение уровня сигнала изменяется во времени. Это происходит в результате того, что провода, по которым передаётся сигнал, имеют собственную ёмкость и индуктивность. Электрические и магнитные поля одного проводника наводят ЭДС в других проводниках (длинная линия).

  Концентраторы (хабы, hub) и коммутаторы (switch) – сетевые устройства, предназначенные для объединения нескольких устройств в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.

  Концентраторы не отличаются интеллектом. Они не знают ничего о передаваемых пакетах. Принцип работы концентраторов можно сравнить с принципом работы раций в такси. Когда оператор передает сообщение по рации, все водители, настроенные на данный канал, будут его слышать. Когда ваш компьютер отсылает сетевой пакет через концентратор, тот просто дублирует полученный пакет на все имеющиеся порты. Это означает, что все компьютеры, подключенные к концентратору, могут видеть этот пакет, хотя получателем пакета является только один компьютер. Однако в соответствии с сетевым протоколом на полученный сигнал среагирует только один компьютер, который является «адресатом» посланного пакета.

  В отличие от концентраторов, коммутаторы обрабатывают пакеты более интеллектуально. Коммутаторы следят за передаваемыми сетевыми пакетами. Коммутатор может распознать, откуда и куда посылается пакет, а еще коммутатор знает, какие компьютеры подключены к какому порту. Когда ваш компьютер отправляет сетевой пакет через коммутатор, пакет будет получен только его «адресатом». Иными словами, концентратор работает как рация, а коммутатор – скорее как телефон. Если вы звоните кому-то по телефону, ответить вам может только один человек.

  И хотя концентраторы и коммутаторы выполняют одинаковую работу – соединяют несколько компьютеров, у коммутаторов эта работа получается лучше по двум причинам: эффективность и безопасность. Поскольку коммутатор отправляет пакеты только одному получателю, он не занимает полосу отправкой таких пакетов всем сетевым устройствам. Это повышает эффективность работы и позволяет справляться с высокими сетевыми нагрузками. Коммутаторы также обеспечивают высокую безопасность, поскольку отсылаемый пакет сможет «увидеть» только один сетевой компьютер, являющийся его получателем.

  Для соединения локальных сетей используются следующие устройства:

  Мосты (bridge) – связывают две локальные сети. Они передают данные между сетями в пакетном виде, не производя в них никаких изменений. 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 (router) – устройство, соединяющее сети одного или разных типов по одному протоколу обмена данными, анализируя адреса отправителей и получателей маршрутизаторы направляют данные по оптимально выбранному маршруту;

  Шлюз (gateway) – устройство для организации обмена данными между сетями с разными протоколами обмена данными.

  Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

  Источник

  1.2. Аппаратные компоненты локальных компьютерных сетей

  Любая компьютерная сеть представляет собой довольно слож­ный комплекс программных и аппаратных средств, осуществляю­щих связь компьютеров и других устройств между собой.

  В основе аппаратной части локальной сети лежат стандарти­зованные компьютерные платформы различных классов — от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Ис­пользование тех или иных компьютерных платформ, а также про­чих аппаратных средств обосновывается набором задач, на реше­ние которых ориентирована создаваемая сеть.

  Кроме того, к аппаратной составляющей компьютерной сети относятся кабельные системы линий связи и коммуникационное оборудование, позволяющее объединять отдельные сегменты сети и организовывать информационные потоки.

  1.2.1. Структурированная кабельная система

  Кабельная система является базой для любой сети. Если ка­бель низкого качества, неграмотно проложен и подключен, то никакое оборудование не заставит работать сеть надежно и устой­чиво. Очень часто будут возникать проблемы при расширении

  кабельной системы, подключении новых сегментов кабеля или других кабельных подсистем.

  Существует ряд стандартов и методик по построению кабель­ной системы, позволяющий обеспечить надлежащую работу сети и более легкое ее обслуживание, ремонт и масштабирование. По­строенная таким образом кабельная система называется структу­рированной.

  Структурированная кабельная система (СКС) — это набор коммутационных элементов (кабелей, разъемов, соединителей, специальных шкафов, кронштейнов, кабель-каналов и т. д.), со­вместное использование которых закреплено определенной мето­дикой.

  Структурированная кабельная система строится из стандарт­ных элементов, модулей, позволяющих достаточно просто ме­нять конфигурацию связей и подключений кабеля. За счет этого систему легко наращивать и масштабировать при увеличении зоны охвата сети или переходе на новое более совершенное оборудование.

  Кроме того, за счет модульности структурированная кабель­ная система позволяет снизить затраты на ее обслуживание и ремонт.

  Очень часто, говоря о СКС, имеют в виду не только линии связи, обеспечивающие работу сети. Структурированная кабель­ная система подразумевает единую среду, единую структуру для передачи практически любых видов данных — от компьютерных до телевизионных и видеосигналов, от телефонных разговоров до сигналов с датчиков систем безопасности здания.

  Но за все преимущества СКС приходится расплачиваться. Со­отношение стоимости построения структурированной кабельной системы по сравнению с более простым бюджетным вариантом решения составляет примерно 4:1.

  1.2.2. Сетевые адаптеры

  Сетевой адаптер (Network interface Card — NIC) — это пери­ферийное устройство компьютера. Именно сетевой адаптер непо­средственно взаимодействует со средой передачи данных, кото­рая прямо или через коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами.

  В зависимости от технологии построения сети, с которой работает адаптер, они делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д.

  Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде отдель­ной платы, вставляемой в слоты расширения системной ши­ны компьютера. Плата сетевого адаптера обычно имеет также один или несколько внешних разъемов для подключения к ней кабеля сети.

  К основным функциям сетевых адаптеров относятся:

  • гальваническая развязка компьютера и кабеля локальной сети;
  • кодирование и декодирование данных;
  • опознавание принимаемых кадров (передача на компьютер только тех пакетов, которые адресованы данной рабочей станции);
  • буферизация передаваемой и принимаемой информации в буферной памяти адаптера;
  • организация доступа к сети в соответствии с принятым ме­тодом доступа к среде передачи данных.

  Источник

  Аппаратные компоненты локальных компьютерных сетей

  Любая компьютерная сеть представляет собой довольно слож­ный комплекс программных и аппаратных средств, осуществляю­щих связь компьютеров и других устройств между собой.

  В основе аппаратной части локальной сети лежат стандарти­зованные компьютерные платформы различных классов — от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Ис­пользование тех или иных компьютерных платформ, а также про­чих аппаратных средств обосновывается набором задач, на реше­ние которых ориентирована создаваемая сеть.

  Кроме того, к аппаратной составляющей компьютерной сети относятся кабельные системы линий связи и коммуникационное оборудование, позволяющее объединять отдельные сегменты се­ти и организовывать информационные потоки.

  Сетевые адаптеры

  Сетевой адаптер (Network Interface Card — NIC) — это пери­ферийное устройство компьютера. Именно сетевой адаптер непо­средственно взаимодействует со средой передачи данных, кото­рая прямо или через коммуникационное оборудование связывает его с другими компьютерами.

  В зависимости от технологии построения сети, с которой работает адаптер, они делятся на Ethernet-адаптеры, Token Ring-адаптеры, FDDI-адаптеры и т. д.

  Как правило, сетевые адаптеры выполняются в виде отдель­ной платы, вставляемой в слоты расширения системной ши­ны компьютера. Плата сетевого адаптера обычно имеет также один или несколько внешних разъемов для подключения к ней кабеля сети.

  К основным функциям сетевых адаптеров относятся:

  • гальваническая развязка компьютера и кабеля локальной сети;
  • кодирование и декодирование данных;
  • опознавание принимаемых кадров (передача на компьютер только тех пакетов, которые адресованы данной рабочей станции);
  • буферизация передаваемой и принимаемой информации в буферной памяти адаптера;
  • организация доступа к сети в соответствии с принятым методом доступа к среде передачи данных.

  Концентраторы

  • с фиксированным количеством портов;
  • как модульные устройства на основе шасси;
  • со стековой конструкцией.
  • прозрачный мост;
  • маршрутизация по источнику.

  Источник

  Читайте также:  Колледж бюджет компьютерные сети