Оборудование, необходимое для построения различных компьютерных сетей

 

Для реализации сетевых возможностей необходимо соединить два или более компьютеров в локальную сеть. Какой бы способ соединения вы не выбрали, вам не обойтись без дополнительного оборудования. В случае если вы будете использовать для связи прямое кабельное соединение, потребуются многожильный кабель и разъемы для подключения его к СОМ- или LPT-портам компьютеров. Обычно используются разъемы типа DB-9 или DB-25.

Если у вас имеется телефонная линия, то, чтобы подсоединиться к другому компьютеру или к Интернету, вам нужен модем, который необходимо подключить к свободному СОМ- или USB-порту или установить в слот на материнской плате, после чего настроить модем на соединение с Интернетом или другим компьютером.

И, наконец, если вы хотите создать локальную компьютерную сеть в своем подъезде, доме или офисе, то вам потребуются сетевые карты, кабель необходимой длины, а также могут потребоваться хабы, свитчеры и репитеры, в зависимости от протяженности и разветвленности вашей сети. Локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, обеспечивающую вы-сокоскоростной обмен данными между несколькими компьютерами в пределах ограниченной территории. В отличие от нее, глобальная сеть (Wide Area Network, сокращенно – WAN) может простираться на сотни и тысячи километров. Обе разновидности компьютерных сетей имеют много общего в программном обеспечении, но отличаются используемыми телекоммуникационными каналами и оборудованием связи.

 

Принципы построения локальных сетей

При построении локальных компьютерных сетей необходимо учитывать множество различных факторов, например, количество объединяемых в сеть компьютеров, удаленность их друг от друга, обеспечение конфиденциальности передаваемых по сети данных и т.д. Поэтому для выбора наиболее подходящей в каждом конкретном случае структуры сети необходимо знать, какие бывают сети, и познакомиться с основными понятиями, используемыми при описании компьютерных сетей.

К таким понятиям относятся:

– сетевые компоненты;

– способы организации сети, определяющие возможность доступа компьютера к данным, передаваемым по сети и хранящимся на других сетевых компьютерах;

– роли компьютеров в сети;

– топология компьютерной сети;

– технология компьютерной сети;

– тип кабельной системы, используемой для соединения компьютеров;

– соединение сетей и маршрутизация.

Сетевые компоненты

Основными компонентами локальной сети являются узлы (Node), связанные между собой соединительным кабелем, который иначе называется сегментом (Segment).

В сетевых узлах чаще всего находятся компьютеры, однако может располагаться и другое оборудование, например:

– сетевой принтер;

– концентратор;

– повторитель;

– мост;

– маршрутизатор.

 

Способы организации компьютерной сети

 

Компьютерные сети, в зависимости от роли каждого конкретного подключенного к сети компьютера, делятся на два вида:

– одноранговые;

– иерархические.

В одноранговой сети все компьютеры имеют равные права, и каждый пользователь делает доступными или недоступными для общего использования ресурсы своего компьютера: файлы, принтеры и т.п. В такой сети компьютеры находят друг друга по имени или по уникальному адресу и этого оказывается достаточно для нормальной работы сети.

В иерархической сети права доступа отдельного компьютера к сетевым ресурсам и адресация, т.е. присвоение каждому конкретному компьютеру, входящему в сеть, уникального адреса, регулируется выделенным сервером. Сервер, с помощью специальных программных средств, следит за тем, чтобы адреса в сети не повторялись, и чтобы информация, посланная с одного компьютера, попала адресату и была недоступна другим пользователям сети. Управление правами доступа и распределение сетевых адресов называется администрированием и выполняется специалистами – сетевыми администраторами.

Компьютер, подключенный к локальной сети, может называться по-разному, в зависимости от основных выполняемых им функций:

– рабочая станция (Workstation);

– сервер (Server).

Рабочая станция использует только доступные для нее ресурсы локальной сети.

Сервер выполняет определенные действия по запросам рабочих станций, предоставляя им свои ресурсы, например, дисковое пространство, вычислительную мощность процессора, принтер, модем и другое оборудование.

На самом деле, если рассмотреть вопрос еще глубже, все взаимодействия в сети происходят на уровне программ. Это выглядит примерно так: программа-сервер получает по сети запрос от программы-клиента с рабочей станции, обрабатывает его и посылает ответ.

Разновидности серверов

Чаще всего название сервера включает и наименование его основной функции:

– файловый сервер;

– сервер печати;

– почтовый сервер;

– сервер новостей;

– Web-сервер;

– сервер баз данных;

– факс-сервер и т. д.

Серверы также могут классифицироваться по признаку, указывающему на характер его использования:

– выделенный сервер;

– невыделенный сервер.

Выделенный сервер в локальной сети предназначен исключительно для предоставления своих ресурсов в общее пользование, а не для непосредственной работы на нем, поэтому может полноценно функционировать без монитора и клавиатуры. Обычно он обладает повышенной мощностью и надежностью аппаратуры, а также используемого программного обеспечения. В качестве операционной системы выделенного сервера чаще всего используются:

– Microsoft Windows 2000 Server;

– Microsoft Windows 2003 Server;

– Linux, FreeBSD, Sun Solaris и другие разновидности Unix;

– Novell NetWare.

Невыделенный сервер совмещает функции сервера и рабочей станции. Иными словами, это рабочая станция, некоторые ресурсы которой выделены для совместного доступа к ним по сети. На рабочей станции (невыделенном сервере) операционной системой может быть, например:

– Microsoft Windows 98/МЕ;

– Microsoft Windows XP Professional;

– Microsoft Windows 2000 Workstation;

– Linux.

В одноранговых локальных сетях компьютеры объединены рабочие группы (Workgroups), где они функционируют в качестве рабочих станций или невыделенных серверов, предоставляя часть своих ресурсов для использования своей рабочей группе. Одноранговые сети проще в администрировании, но не обеспечивают высокой степени защиты информации.

Локальные сети с выделенным сервером, напротив, имеют повышенную надежность и защищенность информации, которая хранится на сервере.

Топологии локальных сетей

Компьютеры и другие компоненты локальной сети могут соединяться между собой различными способами. Используемая схема физического расположения сетевых компонентов называется топологией(Topology). Топология сети определяется геометрической фигурой, образованной линиями связи между компьютерами, или физическим расположением по отношению друг к другу компьютеров, связанных между собой. Топология сети может служить одной из характеристик для сравнения и классификации различных компьютерных сетей.

Существуют три основные топологии построения локальной сети:

– звезда (Star);

– кольцо (Ring);

– шина (Bus).

Звезда

В сети с топологией «звезда» все компьютеры соединены с центральным компьютером, или (hub – центр). Все данные поступают на центральный узел, который передает их получателю непосредственно. В этой топологии отсутствуют прямые связи между компьютерами сети. Передача всей информации происходит только через хаб (центральный компьютер). В качестве хаба может использоваться специальное устройство – концентратор, представляющий собой многопортовый репитер (repeater – повторитель). Основная функция репитера – получив данные на одном из портов, немедленно перенаправить их на другие порты.

Организация сети с топологией «звезда» проста и эффективна. При обрыве одного из кабелей, соединяющего отдельный компьютер сети с хабом, связь между остальными компьютерами, включенными по данной схеме, останется работоспособной. Если же из строя будет выведен сам центральный компьютер, то передача данных между компьютерами такой сети будет невозможна.

Достоинства звездообразной топологии:

– нарушение соединения в одном месте, кроме центрального узла, не прерывает работы локальной сети;

– при подключении большого количества компьютеров не происходит снижения производительности;

– безопасность информации обеспечивается на высоком уровне, так как компьютеры не получают чужих данных.

Недостатки звездообразной топологии:

– большой расход соединительного кабеля;

– поломка центрального узла приводит к неработоспособности всей сети;

– наращивание сети сопряжено с большими финансовыми затратами.

Кольцо

В топологии типа «кольцо» отсутствуют концевые точки соединения, т.е. сеть получается замкнутой в неразрывное кольцо.

В сети, построенной по кольцевой топологии, данные передаются в одном направлении от одного компьютера «кольца» к другому. Компьютер не передает информацию, пока не получит специальный маркер.

Достоинства кольцевой топологии:

– при подключении большого количества компьютеров происходит лишь незначительное снижение производительности.

Недостатки кольцевой топологии:

– нарушение соединения в одном месте приводит к прекращению работы всей локальной сети;

– безопасность информации обеспечивается не на очень высоком уровне: данные, посланные одним компьютером сети другому, могут быть легко перехвачены любым из компьютеров сети, которому они не предназначены, что может нарушить конфиденциальность передаваемой информации.

Шина

Топология «шина» использует для передачи данных один общий канал связи (чаще всего выполненный на основе коаксиального кабеля), к которому подключаются все компьютеры локальной сети.

Работа в сети с топологией «шина» осуществляется следующим образом. Когда один из компьютеров локальной сети с шинной топологией отправляет данные, они передаются по кабелю в обоих направлениях и принимаются всеми без исключения компьютерами, но использует их только тот из них, кому они были предназначены. Данные в сети с топологией «шина» могут следовать в любом направлении одновременно. На противоположных концах шины устанавливаются специальные заглушки – терминаторы.

Достоинства шинной топологии:

– легкость наращивания сети;

– не очень высокая стоимость оборудования. Недостатки шинной топологии:

– нарушение соединения в одном месте приводит к неработоспособности всей локальной сети;

– при подключении большого количества компьютеров к одной шине происходит резкое снижение производительности;

– безопасность информации обеспечивается не на высоком уровне.

 

Сетевые технологии

 

Понятия технологии и топологии локальных сетей нередко путают между собой. Если топология компьютерной сети описывает геометрическую конфигурацию кабельных соединений между компьютерами, то под сетевой технологией следует понимать совокупность стандартов, описывающих процесс передачи информации, или особенности в аппаратной реализации сетевых адаптеров и заложенных в них принципов передачи информации. Сетевые адаптеры представляют собой электронные устройства, предназначенные для передачи данных от одного компьютера к другому по компьютерной сети. Они выполнены в виде печатной платы, которая устанавливается в свободный слот шины ISA или PCI материнской платы компьютера и имеет один или несколько разъемов, которые выводятся на заднюю панель компьютера для подключения к ним сетевого кабеля. Многие современные материнские платы имеют сетевые карты.

Наиболее известными и часто реализуемыми сетевыми технологиями являются:

– Ethernet;

– ARCNET;

– IBM Token Ring.

Технология Ethernet была разработана фирмой Xerox в 1973 г. и предназначена для построения сетей с топологией «звезда» или «шина». Когда в качестве канала связи используется коаксиальный кабель, то сеть Ethernet конфигурируется как «шина». Если же применяется витая пара, то строится сеть с топологией «звезда». На сегодняшний день эта технология является наиболее распространенной благодаря низкой стоимости, расширяемости и поддержке практически всеми производителями сетевого оборудования. Поэтому в следующих главах мы будем рассматривать построение сетей преимущественно на базе именно технологии Ethernet.

Технология ARCNET (Attached Resource Computer NET work) разработана компанией Datapoint Corporation в году и, так же, как Ethernet, может использоваться при построении сетей с топологией «звезда» или «шина». На основе ARCNET было построено множество сетей Novell NetWare 2.x; многие из них используются и сегодня. Тем не менее, данная технология считается устаревшей и в настоящее время уже не применяется.

Технология Token Ring, разработанная фирмой IBM в 1986 году, предназначена для построения сетей со смешанной топологией («звезда» и Компьютеры, объединенные в сеть по технологии Token Ring, подключаются к специальному устройству, которое называется станцией многопользовательского доступа Access Union, MAU), по топологии «звезда» используется в качестве центрального хаба, но для соединения с каждым компьютером сети используется два кабеля: по одному данные посылаются, по другому принимаются. Таким образом, получается, что сеть, построенная по технологии Token Ring, представляет собой кольцо, оформленное в виде звезды.

Сети Token Ring значительно дороже сетей Ethernet. Например, стоимость сетевой карты Token Ring в 3–5 раз превышает стоимость карты для Ethernet. Такое же соотношение характерно и для другого сетевого оборудования. По этой, а также по некоторым другим причинам технология Token Ring не нашла широкого признания. Так, сетевые карты и другие компоненты сети Token Ring производят всего несколько фирм, в то время как для Ethernet можно выбирать продукцию множества производителей.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться: