5.3.Аппаратное обеспечение и топология сети
Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовывать компьютерные сигналы в сигналы физических сред, то есть сделать возможным их передачу по электрическим, оптическим, телефонным путям. Например, при передаче информации по оптоволоконному кабелю компьютерные данные будут преобразованы в оптические сигналы. Для этого используют специальные технические устройства – сетевые адаптеры.
Сетевые адаптеры – технические устройства, выполняющие функции сопряжения компьютеров с каналами связи. Сетевые адаптеры должны соответствовать каналам связи. Для каждого вида канала связи нужен свой тип сетевого адаптера. Адаптер вставляют в свободное гнездо материнской платы компьютера и соединяют кабелем с сетевым адаптером другого компьютера. На сетевых картах выставляются адреса компьютеров в сети, без чего невозможна передача. Когда информация циркулирует по сети, каждый сетевой компьютер отбирает из общего потока лишь те данные, которые предназначены для него.
Также, можно отметить еще одно устройство, относящееся к аппаратному обеспечению глобальных компьютерных сетей – это модем. Модем – это устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).
Что же касается топологии глобальной компьютерной сети, то глобальная сеть охватывает значительную географическую территорию: область, страну или даже целый континент. Она объединяет компьютеры, которые называются хостами. Хосты соединяются коммуникационными подсетями. Задачей подсети является передача сообщений от хоста к хосту и, таким образом в глобальных сетях коммуникативный аспект отдален от прикладного, что значительно увеличивает структуризацию сети, а следовательно, упрощает ее разработку и обслуживание.
5.4.Протоколы глобальной сети Интернет
Сеть Internet отличается от других сетей своими протоколами и в первую очередь протоколами TCP/IP.
Протокол — это набор правил, определяющий характер взаимодействия пользователей, последовательность выполнения ими действий при обмене информацией. Термин TCP/IP означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в сети. Свое название протокол TCP/IP получил от двух типов протоколов связи. Первый тип — это Transmission Control Protocol (TCP). Второй тип — это Internet Protocol (IP). В сети Internet используется большое число и других протоколов, однако эту сеть часто называют TCP/IP сетью, так как эти два протокола являются важнейшими. В Internet существует семь уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной. Каждому уровню соответствует набор соответствующих правил взаимодействия — свой набор протоколов.
Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи, начиная от простого провода и до волоконно-оптических линий связи.
Протоколы логического уровня разрабатываются для каждого типа линий связи и регламентируют управление передачей информации по каналу.
Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, осуществляют маршрутизацию пакетов в сети.
Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую.
Протоколы уровня сеансов связи обеспечивают установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов.
1.1.2. Аппаратное обеспечение сетей
Передающая среда включает: сетевые кабели, коннекторы (соединители), сетевые интерфейсные адаптеры.
Сетевые кабели по используемым материалам делятся на медные и оптоволоконные. В свою очередь по конструкции и эксплуатационным параметрам среди медных кабелей выделяются «витая пара»; состоящий из четырех пар переплетенных друг с другом и между собой изолированных проводов, и «тонкий коаксиальный», состоящий из двух изолированных между собой концентрических проводников, внешний из которых имеет вид трубки.
Оптоволоконные кабели обеспечивают более высокую скорость передачи данных и используются, как правило, для соединения отдельных сегментов сети в общую (корпоративную) сеть организации.
Конструкции медных кабелей задают схемы построения сегментов сети. При построении сегмента сети по схеме «звезда» с хостом в качестве центральной точки, соединенной лучами со всеми остальными сетевыми устройствами, используется кабель «витая пара». При построении сегмента сети по схеме «шина» где каждое сетевое устройство, включая хост, соединено только с двумя соседними, используется «тонкий коаксиальный» кабель.
Коннекторыпредставляют собой разъёмы для подключения кабелей к компьютеру и для соединения отрезков кабеля. Конструкции коннекторов зависят от конструкции сетевых кабелей. Используются либо коаксиальные коннекторы для «тонкого коаксиального» кабеля, либо восьми штырьковые для кабеля «витая пара».
Сетевые интерфейсные адаптеры(сетевой интерфейс, сетевая карта) представляют собой выполненное на одной плате устройство соединяющее компьютеры и обеспечивающее приём и передачу данных по сети. В соответствии с определённым протоколом управляют доступом к среде передачи данных. Размещается в системных блоках компьютеров, подключенных к сети, и вставляются в свободный разъем системной платы компьютера. К разъёмам адаптеров подключается сетевой кабель.
Протяженность сети, расстояние между рабочими станциями, в первую очередь определяются физическими характеристиками передающей среды. При передаче данных в любой среде происходит затухание сигнала, что и приводит к ограничению расстояния. оборудование, Установив специальные коммуникационные устройства, можно расширить протяженность сети. К коммуникационным устройствам относятся следующие устройства.
Трансивер– приемопередатчик, повышающий уровень качества передачи данных по кабелю, отвечает за приём сигналов из сети и обнаружение конфликтов.
Повторитель (repeater)– устройство, обеспечивающее ретрансляцию и усиление сигналов, передаваемых по кабелю большой длины. Позволяет расширять сеть за счет подключения дополнительных сегментов кабеля.
Хаб (hub, концентратор линий)– устройство, состоящее из нескольких (от 4 до 24) портов, обеспечивающее разветвление одной входящей линии на несколько исходящих. Расширяет топологические, функциональные и скоростные возможности компьютерных сетей. Хаб с набором однотипных восьми штырьковые портов используется, как правило, для построения сетей по схеме «звезда» на «витой паре». Хаб с дополнительными коаксиальными портами позволяет подсоединять сегменты сетей на «тонком коаксиальном» кабеле. К порту хаба можно подключать как отдельный узел сети, так и другой хаб или сегмент кабеля.
Маршрутизатор (router)– устройство, объединяющее сети одного или разного типа, использующие общий протокол или одну сетевую ОС. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие фрагменты, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета. Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.
Коммутатор (switch)– устройство для соединения сетей или сегментов, поддерживающее множественную адресацию для своих портов. Коммутатор контролирует и управляет сетевым трафиком, анализируя адреса назначения каждого пакета. Коммутатор знает, какие устройства соединены с его портами, и направляет пакеты только на необходимые порты. Это дает возможность одновременно работать с несколькими портами, расширяя тем самым полосу пропускания. Коммутатор может передать адрес узла-получателя непосредственно узлу-отправителю, который пересылает пакеты по сети с минимальным временем задержки. Современные коммутаторы имеют встроенные средства маршрутизации.
Шлюз (gateway)– совокупность аппаратно-программных средств, которая обеспечивает передачу данных между несовместимыми сетями или приложениями в рамках одной сети. Межсетевые шлюзы согласуют различные протоколы передачи данных, несогласованные скорости передачи. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. С помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к Интернет.
Периферийное оборудование: лазерные и струйные устройства печати, графопостроители, устройства факсимильной связи, – подключаются к сети либо через хост (файловый сервер), либо к отдельным рабочим станциям, либо к хабу через сетевой адаптер.