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.
Сетевые устройства в компьютерных сетях – как это работает
Планета постепенно покрывается компьютерными сетями различных типов. Понимание основ работы этих сетей помогает узнать, как их лучше использовать, а также повышает нашу осведомленность об изменяющемся мире вокруг нас.
В этой статье рассматриваются устройства компьютерной сети – аппаратные системы, которые подключаются к сети и взаимодействуют друг с другом.
Что делает сетевое устройство
Не каждый компьютер, портативный гаджет или другое оборудование может подключаться к сети. Сетевое устройство обладает аппаратными средствами связи, чтобы осуществить физическое соединение с другими устройствами. Большинство современных сетевых устройств имеют встроенную коммуникационную электронику на своих платах.
Некоторые ПК, старые игровые приставки Xbox и другие старые устройства не имеют встроенного коммуникационного оборудования, но их можно настроить как сетевые устройства, подключив отдельные сетевые адаптеры в виде периферийных устройств USB. Очень старым настольным ПК потребуется физически подключить отдельные большие карты расширения в материнскую плату – NIC.
Новые поколения потребительских устройств и гаджетов создаются как сетевые устройства, а старые поколения – нет. Например, традиционные домашние термостаты не содержат какого-либо коммуникационного оборудования и не могут быть подключены к домашней сети через периферийные устройства.
Наконец, некоторые виды оборудования вообще не поддерживают работу в сети. К числу потребительских устройств, которые не имеют встроенного сетевого оборудования и не поддерживают периферийные устройства, относятся старые Apple iPod, многие телевизоры и тостеры.
Роли устройств в компьютерных сетях
Устройства в компьютерных сетях выполняют различные роли. Две наиболее распространенные роли – это клиенты и серверы. Примерами сетевых клиентов являются ПК, телефоны и планшеты, а также сетевые принтеры. Клиенты, как правило, делают запрос и используют данные, хранящиеся на серверах, то есть устройствах с большим объемом памяти и/или дискового пространства, и высокопроизводительными процессорами для лучшей поддержки клиентов.
Примеры сетевых серверов включают в себя веб-сервера и игровые сервера. Сети, как правило, поддерживают гораздо больше клиентов, чем серверов. И клиенты, и серверы иногда называют сетевыми узлами.
Сетевые устройства также могут функционировать и как клиенты, и как серверы. В одноранговой сети, например, пары устройств могут обмениваться файлами или другими данными друг с другом, одно из которых действует в качестве сервера, предоставляя некоторые данные, одновременно работая в качестве клиента и запрашивая различные данные от других устройств сети.
Сетевые устройства специального назначения
Клиентские и серверные узлы могут быть добавлены или удалены из сети, не блокируя связь других устройств, которые всё ещё остаются в сети. Однако, некоторые другие типы сетевого оборудования существуют с единственной целью – обеспечить работу сети:
- Сетевой концентратор позволяет любому узлу, подключенному к нему, напрямую отправлять данные другим устройствам
- Сетевые коммутаторы выполняют ту же функцию, что и концентраторы, но включают дополнительную аппаратную логику, которая открывает несколько каналов связи, позволяя нескольким подключенным узлам отправлять данные непосредственно друг другу, а не всем остальным в сети, как в концентраторах
- Сетевые маршрутизаторы ещё больше расширяют возможности сетевых коммутаторов, поддерживая соединения, исходящие от себя к другим сетям, соединяя их вместе, не нарушая функциональность каждой из них в отдельности.
- Сетевые повторители принимают физический сигнал, передаваемый по сетевому соединению и усиливает их мощность для того, чтобы сигнал мог достичь отдаленных устройств
- В настоящее время устройство менее распространенным типом устройств являются сетевые мосты , которые соединяют два разных типа физических сетевых соединений вместе, например, мосты позволяют беспроводным устройствам подключаться к проводной сети. (Современные мостовые технологии часто физически интегрированы в другие типы устройств.)