Аппаратные компоненты локальной сети
Основными компонентами, составляющими любую локальную сеть, являются: кабели, сетевые интерфейсные платы, модемы, серверы.
Все соединения с сети осуществляются посредством специальных сетевых кабелей. Основными характеристиками сетевого кабеля являются скорость передачи данных и максимально допустимая длина. Обе характеристики определяются физическими свойствами кабеля.
Для соединения в локальных сетях используются: кабели типа «витая пара» и «экранированная витая пара», коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель.
| Тип кабеля | Скорость передачи данных, Мбит/с | Допустимая длина, м |
| Витая пара | ||
| Экранированная витая пара | ||
| Коаксиальный | ||
| Оптоволоконный |
Сетевые интерфейсные платы [network interface card] представляют собой дополнительные платы, устанавливаемые на материнскую плату ПЭВМ. К сетевой плате подключаются сетевые кабели. Сетевая плата определяет тип локальной сети.
На практике используют два типа локальных сетей — Ethernet и Token Ring. Оба типа имеют модификации.
Таблица 4.2 Типы сетей Ethernet
| Название | Физическая топология и кабель | Скорость передачи Мбит/с |
| 10Base2 | Шинная, тонкий коаксиальный | |
| 10BaseS | Шинная, толстый коаксиальный | |
| Fast Ethernet | Звездообразная, витая пара | |
| Gigabit Ethernet | Звездообразная, оптоволоконный |
Модем [modem] – это устройство, предназначенное для связи между ЭВМ по телефонным линиям. По телефонной сети любые данные могут передаваться лишь в аналоговой форме. Данные от ЭВМ поступают в цифровом виде. Задача модема заключается в преобразовании цифровых данных в аналоговую форму и наоборот.
Сервер [server] – это любая сетевая ЭВМ, обслуживающая другие сетевые ЭВМ. Существуют серверы различных типов, которые определяются типом предоставляемых услуг.
Файловый сервер [file server] предоставляет другим ЭВМ (клиентам) доступ к данным, которые хранятся во внешней памяти сервера. Таким образом, на файловый сервер возложены все задачи по безопасности хранения данных, поиску данных, архивированию и др. Внешняя память сервера становится распределяемым ресурсом, так как её могут использовать несколько клиентов.
Сервер печати [printer server] организует совместное использование принтера.
Коммуникационные серверы служат для связи локальной сети с внешним миром, например, с глобальной сетью Internet. Для этого используются модемные пулы, прокси-серверы и маршрутизаторы.
Модемный пул [modem pool] представляет собой ЭВМ, снабжённую особой сетевой платой, к которой можно подключить несколько модемов. Таким образом достигается определённая экономия, когда, например, десять ЭВМ работают, используя три модема.
Прокси-сервер [proxy server] не только использует единственное соединение с Internet, но и предоставляет свою память для хранения временных файлов, что убыстряет работу с Internet.
Главной задачей маршрутизатора [router] является поиск кратчайшего пути, по которому будет отправлено сообщение, адресованное некоторой ЭВМ в глобальной сети. Маршрутизатор представляет собой либо специализированную ЭВМ, либо обычную ЭВМ со специальным программным обеспечением.
Сервер приложений [application server] используется для выполнения программ, которые по каким-то причинам нецелесообразно или невозможно выполнить на других сетевых ЭВМ. Очевидной причиной может быть недостаточная производительность клиентских ЭВМ. Другая причина – использование каких-нибудь стандартных библиотек, копирование которых на каждую клиентскую ЭВМ трудоёмко и, кроме того, создаёт возможность несогласованности версии библиотеки. Многопользовательские операционные системы (Linux, Windows NT) позволяют построить так называемую тонкую клиентную сеть, в которой все ресурсы клиентов предоставлены сервером. Сами клиентские ЭВМ не тратят ничего на обработку данных. Тогда ЭВМ пользователей в такой сети называются терминалами, а сам сервер – терминальным сервером. Такой сервер должен иметь большой объём основной и внешней памяти и высокую производительность.
Аппаратные компоненты локальной сети
Основными компонентами, составляющими любую локальную сеть, являются: кабели, сетевые интерфейсные платы, модемы, серверы.
Все соединения с сети осуществляются посредством специальных сетевых кабелей. Основными характеристиками сетевого кабеля являются скорость передачи данных и максимально допустимая длина. Обе характеристики определяются физическими свойствами кабеля.
Для соединения в локальных сетях используются: кабели типа «витая пара» и «экранированная витая пара», коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель.
Таблица 4.8 Типы кабелей
Экранированная витая пара
Сетевые интерфейсные платы[networkinterfacecard] представляют собой дополнительные платы, устанавливаемые на материнскую плату ПЭВМ. К сетевой плате подключаются сетевые кабели. Сетевая плата определяет тип локальной сети.
На практике используют два типа локальных сетей — EthernetиTokenRing. Оба типа имеют модификации.
Таблица 4.9 Типы сетейEthernet
Физическая топология и кабель
Шинная, тонкий коаксиальный
Шинная, толстый коаксиальный
Звездообразная, витая пара
Модем[modem] – это устройство, предназначенное для связи между ЭВМ по телефонным линиям. По телефонной сети любые данные могут передаваться лишь в аналоговой форме. Данные от ЭВМ поступают в цифровом виде. Задача модема заключается в преобразовании цифровых данных в аналоговую форму и наоборот.
Сервер[server] – это любая сетевая ЭВМ, обслуживающая другие сетевые ЭВМ. Существуют серверы различных типов, которые определяются типом предоставляемых услуг.
Файловый сервер[fileserver] предоставляет другим ЭВМ (клиентам) доступ к данным, которые хранятся во внешней памяти сервера. Таким образом, на файловый сервер возложены все задачи по безопасности хранения данных, поиску данных, архивированию и др. Внешняя память сервера становится распределяемым ресурсом, так как её могут использовать несколько клиентов.
Сервер печати[printerserver] организует совместное использование принтера.
Коммуникационные серверыслужат для связи локальной сети с внешним миром, например, с глобальной сетьюInternet. Для этого используются модемные пулы, прокси-серверы и маршрутизаторы.
Модемный пул[modempool] представляет собой ЭВМ, снабжённую особой сетевой платой, к которой можно подключить несколько модемов. Таким образом достигается определённая экономия, когда, например, десять ЭВМ работают, используя три модема.
Прокси-сервер[proxyserver] не только использует единственное соединение сInternet, но и предоставляет свою память для хранения временных файлов, что убыстряет работу сInternet.
Главной задачей маршрутизатора[router] является поиск кратчайшего пути, по которому будет отправлено сообщение, адресованное некоторой ЭВМ в глобальной сети. Маршрутизатор представляет собой либо специализированную ЭВМ, либо обычную ЭВМ со специальным программным обеспечением.
Сервер приложений[applicationserver] используется для выполнения программ, которые по каким-то причинам нецелесообразно или невозможно выполнить на других сетевых ЭВМ. Очевидной причиной может быть недостаточная производительность клиентских ЭВМ. Другая причина – использование каких-нибудь стандартных библиотек, копирование которых на каждую клиентскую ЭВМ трудоёмко и, кроме того, создаёт возможность несогласованности версии библиотеки. Многопользовательские операционные системы (Linux,WindowsNT) позволяют построить так называемуютонкую клиентную сеть, в которой все ресурсы клиентов предоставлены сервером. Сами клиентские ЭВМ не тратят ничего на обработку данных. Тогда ЭВМ пользователей в такой сети называютсятерминалами, а сам сервер –терминальным сервером. Такой сервер должен иметь большой объём основной и внешней памяти и высокую производительность.
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.