Лекция № 7 Компоненты компьютерной сети
Компьютерной сетью называется объединение двух и более компьютеров через коммуникационные устройства для обмена информацией и использования совместных ресурсов (программы, дисковое пространство, периферийные устройства). К коммуникационным устройствам относятся сетевая плата, факс-модем, концентратор.
По способу соединения компьютеров между собой сеть может быть локальной (в рамках учреждения) или с удаленным доступом (вход с использованием модема и телефонной линии). По конструкции локальная сеть имеет или общую шину, или построена по схеме «звезда». В схеме с общей шиной все компьютеры соединяются между собой коаксиальным кабелем. Это экономичная схема пригодна лишь для небольших офисных решений. Экономия на кабельной сети является едва ли единственным преимуществом. К недостаткам относятся невысокая пропускная способность (не более 10 Мбит/с) и выход из строя все сети при повреждении любого участка кабеля.
Вторая схема – «звезда»,- соединяет каждое сетевое устройство с коммуникационным устройством, называемым концентратором, или хабом. Единственный недостаток такого решения – повышенная, по сравнению с «общей шиной», стоимость коммуникационного оборудования (кабель, концентратор). Достоинств существенно больше. Во-первых, по такой схеме можно построить схемы со скоростью от 10 до 1 000 Мбит/с. Во-вторых, повреждение любого участка сети выводит из строя только то сетевое устройство, которое соединялось на этом участке, остальные же устройства продолжат работать.
Компьютерная сеть может быть одноранговой или с выделенным сервером. Одноранговая компьютерная сеть состоит из однотипных компьютеров без выделения одному из них каких-то особых управленческих функций. Операционная система Windows позволяет создать такую сеть достаточно просто. Если в компьютерной сети работает более 5 компьютеров, то желательно приобретение специально оборудованного компьютера – сервера. Для сервера характерно наличие большого дискового пространства, большого объема оперативной памяти, небольших требований к видеосистеме, отсутствие мульти-медиа. Не каждый процессор может успешно работать в сервере. Наиболее подходящие – Pentium III и Pentium Xeon. На сервере должно быть установлено специальное серверное программное обеспечение, которое позволяет управляет сетью.
Наличие сети в офисе позволяет существенно повысить производительность процесса документооборота и вообще отказаться от большей часть бумажных носителей. В этом случае можно организовать совместное использование общих ресурсов. Сетевая организация работы на компьютерах позволяет существенно экономить на приобретении различных периферийных устройств – принтеров, сканеров, жестких дисков и CD-ROM. Также упрощается контроль за работой, если это требуется. Дело в том, что вход каждого пользователя при правильной организации фиксируется на сервере, как и его любые действия.
Удаленный доступ в сеть возникает в том случае, когда пользовательский компьютер расположен вдали от сети организации, но имеется телефонная линия. Причем телефонное соединение может быть как проводным, так и сотовым. В любом случае необходимо использовать специальное устройство – факс-модем.
Факс-модем может быть внешним и внутренним. Внутренний факс-модем представляет собой плату, вставляемую внутрь компьютера. Внешний – это отдельная коробочка, позволяющая осуществить удаленное соединение. Модемы также разделяются по скорости передачи информации. Эта скорость измеряется в Кбит/с. В настоящее время самые распространенные модемы работают со скоростями 33.8 и 56.6 Кбит/с. Понятно, что внешние модемы являются более мощными и позволяющими поддерживать более быструю и устойчивую связь.
Еще одна технология внедряется в последнее время. Это – Bluetooth («голубой зуб»). На основе этой технологии можно создавать радиосеть в рамках здания. В персональные компьютеры (чаще всего ноутбуки) и другие переферийные устройства встраиваются специальные адаптеры, которые позволяют обмениваться информацией без проводов на расстояниях до 100 метров. Таким образом хозяин ноутбука не является жестко привязан к кабелю локальной сети. Другое преимущество Bluetooth – возможность перестройки локальной компьютерной сети без перекладки кабелей. Скорость обмена, конечно, меньше через кабель и составляет около 1 Мб/с.
Основные компоненты компьютерной сети
Типичная компьютерная сеть включает в себя пять основных компонентов.
1. Основным составляющим элементом сети является настольный ПК, такой, как IBM-совместимый компьютер или Macintosh. Его называют «клиентом» или «рабочей станцией» (реже — автоматизированными рабочими местами или сетевыми станциями).
2. Сервером обычно является высокопроизводительный ПК с жестким диском большой емкости. Он играет роль центрального узла, на котором пользователи ПК могут хранить свою информацию, печатать файлы и обращаться к его сетевым средствам. В одноранговых сетях выделенный сервер отсутствует.
3. Каждый компьютер сети, включая сервер, оснащен платой сетевого адаптера (сетевым интерфейсом, модулем, картой). Адаптер вставляется в свободное гнездо (слот) материнской платы. Эти адаптеры связывают компьютер с сетевым кабелем. Многие ПК поставляются уже готовыми к работе в сети и включают в себя сетевой адаптер. Для построения сетей применяют 8-, 16- и 32-битовые сетевые платы. Сервер обычно оснащают 32-битовой картой. Для обычных рабочих станций используют недорогие 16-битовые.
4. Сетевые кабели связывают друг с другом сетевые компьютеры и серверы. В качестве сетевого кабеля могут применяться и телефонные линии. Основные типы сетевого кабеля:
— Витая пара (twisted pair) — позволяет передавать информацию со скоростью 10 Мбит/с (либо 100 Мбит/с), легко наращивается. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 10 Мбит/с. Иногда используют экранированную витую пару, т. е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку.
— Толстый Ethernet — коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют также желтый кабель (yellow cable). Обладает высокой помехозащищенностью. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet — около 3000 м.
— Тонкий Ethernet — это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в 10 Мбит/с. Соединения с сетевыми платами производятся при помощи специальных (байонетных) разъемов и тройниковых соединений. Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 185 м, а общее расстояние по сети — 1000 м.
— Оптоволоконные линии — наиболее дорогой тип кабеля. Скорость передачи по ним информации достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует.
5. Совместно используемые периферийные устройства — жесткие диски большой емкости, принтеры, цветные и слайд-принтеры, дисководы CD-ROM и накопители на магнитной ленте для резервного копирования. Поскольку сети ПК состоят в основном из «клиентов» и «серверов», их часто называют сетями клиент/сервер.
Программные компоненты компьютерной сети
Сеть включает в себя три основных программных компонента:
1. Сетевую операционную систему, которая управляет функционированием сети. Например, она обеспечивает совместное использование ресурсов и включает в себя программное обеспечение для управления сетью. Операционная система состоит из серверного ПО, которое функционирует на сервере, и клиентского программного обеспечения, работающего на каждом настольном ПК.
Сетевая операционная система (network operating system) выполняется на сервере и обеспечивает его функционирование. Среди сетевых операционных систем преобладают Novell NetWare, Windows NT, Unix.
2. Сетевые приложения и утилиты — это программы, инсталлируемые и выполняемые на сервере. Они включают в себя ПО коллективного пользования и поддержки рабочих групп, такие как электронная почта, средства ведения календаря и планирования. Кроме того, в число таких программных средств могут входить сетевые версии персональных приложений, например, текстовых процессоров, электронных таблиц, программ презентационной графики и приложений баз данных. Наконец, к данному ПО относятся такие утилиты, как программы резервного копирования, позволяющие архивировать хранимые на сервере файлы и приложения.
3. Бизнес-приложения — это программы, реализующие в компании конкретные бизнес-функции. По своей природе они могут быть «горизонтальными» и применяться в компаниях самого разного типа для общих деловых операций (таких как бухгалтерский учет и ввод заказов) либо «вертикальными» и поддерживать осуществление конкретных коммерческих операций, например, оценку недвижимости, страхование либо использоваться в области здравоохранения или фирмах, оказывающих юридические услуги.