Понятие и основные компоненты сети.
Компьютерные сети относятся к распределенным (децентрализованным) вычислительным системам. Основной признак распределенной вычислительной системы – наличие нескольких центров обработки данных. К распределенным системам относятся также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы.
Компьютерная (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.
Основными элементами сети являются стандартные компьютеры. Каждый компьютер владеет тремя типами ресурсов, доступных с его консоли:
- аппаратные ресурсы – жесткие диски, принтеры и т.п.;
- программные ресурсы – программы, запущенные на компьютере;
- информационные ресурсы – данные, хранящиеся на компьютере.
Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств — сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной операционной системы, а какая-либо «общая» операционная система, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к локальным ресурсам другого компьютера.
Основная цель сети — обеспечить пользователям сети потенциальную возможность совместного использования ресурсов всех компьютеров сети.
Если компьютер подключен к сети, его пользователь может получить доступ не только к файлами, дисками, принтерами и другими ресурсами своего компьютера, но аналогичными ресурсами других компьютеров, подключенных к той же сети. Правда, для этого недостаточно снабдить компьютеры сетевыми адаптерами и соединить их кабельной системой. Необходимы еще некоторые добавления к операционным системам этих компьютеров. На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям сети, необходимо добавить модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. Обычно такие модули называются программными серверами, так как их главная задача — обслуживать запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, также нужно добавить к операционной системе некоторые специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер. Такие модули обычно называют программными клиентами. Собственно же сетевые адаптеры и каналы связи решают в сети достаточно простую задачу — они передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части операционных систем.
Пара модулей «клиент — сервер» обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой. Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей — файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т. п.
Вычислительная сеть – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Основные аппаратные и программные компоненты компьютерной сети:
- Аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ. Это компьютеры различных классов – от персональных до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров сети должен соответствовать набору задач, решаемых сетью.
- Коммуникационное оборудование – кабельные системы, повторители, модульные концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Современное коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, нуждающийся в конфигурировании и администрировании.
- Программная платформа сети – операционные системы, управляющие локальными и распределенными ресурсами сети. От сетевой ОС во многом зависит эффективность, безопасность, надежность работы сети.
- Сетевые приложения – сетевые базы данных, почтовые системы, системы автоматизации коллективной работы и др.
Компоненты вычислительной сети
а также по проделанной некоторое время назад (архивная информация) с помощью создания базы данных.
3. Повышение достоверности информации и надежности ее
хранения путем создания устойчивой к сбоям информационной
4. Обеспечение своевременной обработки документов и пост-
роения на базе этого действующей системы анализа, прогнозиро-
вания и оценки обстановки с целью принятия оптимального ре-
шения и выработки стратегии развития.
Все сети независимо от сложности основываются на принципе
совместного доступа к информации.
В настоящее время в сети используются компьютеры различ-
ных типов и классов с различными характеристиками.
Коммуникационное оборудование: кабельные систе-
мы, повторители, мосты, маршрутизаторы.
Повторитель (англ. repeater) — сетевое оборудование.
Предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один». Бывают однопортовые повторители и многопортовые.
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.
Мост, сетевой мост (англ. bridge) — сетевое устройство, предназначенное для объединения сегментов (подсети) компьютерной сети разных топологий и архитектур.
Для эффективной работы сетей используются специальные ОС,
которые в отличие от персональных ОС предназначены для реше-
ния специальных задач по управлению работой сети и называют-
ся сетевыми. Сетевые ОС устанавливаются на специально выде-
ленные компьютеры, называемые серверами. Признанными ли-
дерами сетевых операционных систем являются Windows Server 2008.
Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три
функциональные группы: рабочие станции, серверы сети и ком-
Рабочая станция (workstation) — это персональный компью-
тер, подключенный к сети, на котором пользователь выполняет
свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локаль-
ные файлы и использует свою операционную систему, но при
этом ему доступны ресурсы сети.
Сервер сети (server) — это компьютер, подключенный к сети и
предоставляющий пользователям сети определенные услуги, на-
пример хранение данных общего пользования, печать документов.
По выполняемым функциям серверы подразделяются на файло-
вый сервер, сервер баз данных и сервер прикладных программ.
К коммутационным узлам сети относятся следующие устрой-
ства: повторители, коммутаторы (мосты), маршрутизаторы и шлюзы.
Локальные вычислительные сети и ее компоненты
Локальная вычислительная сеть (ЛВС), как правило, состоит из следующих компонентов: 1) персональный компьютер (ПК), называемый рабочей станцией; 2) сетевая операционная система; 3) файл-сервер; 4) периферийное оборудование ЛВС; 5) прикладное программное обеспечение; 6) кабели; 7) разъемы и соединители; 8) сетевые адаптеры; 9) репитеры; 10) трансиверы; 11) концентраторы; 12) мосты; 13) маршрутизаторы; 14) шлюзы.
Рабочая станция – персональный компьютер, допускающий любую конфигурацию и имеющий специальное устройство подключения к сети – сетевой адаптер.
Сетевая операционная система – система обслуживания и управления ЛВС. Сетевая операционная система является аналогом операционной системы локального компьютера для сети.
Файл-сервер (сервер) – компьютер, работающий с сетевой операционной системой. Операционная система позволяет файл-серверу управлять обменом информацией в сети и контролировать использование общих ресурсов (таких как принтеры). Различают два типа серверов – выделенный и невыделенный серверы. Выделенный сервер используется только как файл-сервер и не может выступать в качестве рабочей станции. В отличие от выделенного сервера невыделенный файл-сервер может совмещать в себе функции как файл-сервера, так и рабочей станции.
В качестве серверов используются либо мощные персональные компьютеры повышенной надежности, обладающие большим объемом оперативной памяти и большим жестким диском, либо профессиональные серверы.
Периферийное оборудование ЛВС включает в себя такие устройства, как принтеры, графопостроители, устройства факсимильной связи и др. Все периферийное оборудование, подключенное к файл-серверу, можно использовать с любой рабочей станции.
Обработку данных производят специально предназначенные для этого программы – так называемое прикладное программное обеспечение (ППО).
Кабели – соединительные провода (линии передачи данных), по которым в разных направлениях передаются электрические сигналы в компьютерной сети. Различают сетевые кабели: коаксиальный, витая пара и оптоволоконный.
Разъемы (порты) – устройство сопряжения персонального компьютера или периферийного устройства для подключения в сеть посредством кабеля.
Соединители (коннекторы) – часть сетевого кабеля, вставляемая в порт (разъем) персонального компьютера или периферийного устройства для подключения в сеть.
Сетевые адаптеры (контроллеры, карты, платы) – основная часть аппаратуры ЛВС, предназначенная для сопряжение компьютера (или другого абонента) с сетью, то есть обеспечение обмена информацией между компьютером и каналом связи в соответствии с принятыми правилами обмена.
Трансиверы (TRANsmitter + reCEIVER) – устройства передачи информации между адаптером и кабелем сети или между двумя сегментами (частями) сети. Трансиверы усиливают сигналы, преобразуют их уровни или преобразуют сигналы в другую форму (например, из электрической в световую и обратно).
Репитеры (англ. repeater — повторители) – устройства, восстанавливающие ослабленные сигналы (их амплитуду и форму), приводя их форму к исходному виду. Цель такой ретрансляции сигналов состоит в увеличении длины сети.
Концентраторы (hub) – устройства, служащие для объединения в единую сеть нескольких сегментов сети.
Мосты (bridge) – наиболее простые устройства, служащие для объединения сетей с разными стандартами обмена, например Ethernet и Arcnet, или нескольких сегментов (частей) одной и той же сети, например Ethernet. В отличие от концентраторов мосты принимают поступающие пакеты целиком и в случае необходимости производят их простейшую обработку.
Маршрутизаторы (router) – устройства, выбирающие для каждого пакета в сложных разветвленных сетях оптимальный маршрут для избегания перегрузки отдельных участков сети и обхода поврежденных участков.
Шлюзы (gateway) – устройства для соединения различных сетей с сильно отличающимися протоколами, например для соединения локальных сетей с большими компьютерами или с глобальными сетями.
Если обратиться к модели OSI, то можно считать, что репитеры связывают сети или сегменты на 1-м уровне, мосты – на 2-м уровне, маршрутизаторы – на 3-м уровне, а шлюзы – на более высоких уровнях (на 4, 5, 6 и 7-м). Соответственно, репитеры выполняют функции (не все, а только некоторые) 1-го уровня, мосты реализуют функции 1-го уровня (на 1-м уровне и частично на 2-м у них работают сетевые адаптеры), маршрутизаторы – 3-го уровня, а шлюзы должны выполнять функции всех уровней.
Кабель не подвержен электрическим помехам. Существенным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении.
При передаче данных используется и беспроводная среда. Работа беспроводных ЛВС основана на следующих способах передачи данных: инфракрасном излучении, лазере и радиопередаче. Беспроводная среда (радиосвязь) может использоваться для организации сетей в пределах больших помещений, где применение обычных линий связи затруднительно или нецелесообразно. Организация беспроводной связи существенно дороже, чем обычной.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: