Компоненты сети

Компоненты  сети

Компьютерная  сеть состоит из трех основных аппаратных компонент и двух программных, которые  должны работать согласованно. Для  корректной работы устройств в сети их нужно правильно инсталлировать и установить рабочие параметры.

Основные  компоненты

Основными аппаратными компонентами сети являются следующие:

1. Абонентские системы: 
   компьютеры (рабочие станции или клиенты и серверы);  
   принтеры;  
   сканеры и др.
2. Сетевое оборудование:  
   сетевые адаптеры;  
   концентраторы (хабы);  
   мосты;  
   маршрутизаторы и др.
3. Коммуникационные каналы:  
   кабели;  
   разъемы;  
   устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях.

Основными программными компонентами сети являются следующие:

1. Сетевые операционные системы, где наиболее известные из них это:  
   Windows NT;  
   Windows for Workgroups;  
   LANtastic;  
   NetWare;  
   Unix;  
   Linux и т.д.
2. Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы):  
   клиент сети;  
   сетевая карта;  
   протокол;  
   служба удаленного доступа.

В ЛВС каждый ПК называется рабочей станцией, за исключением одного или нескольких компьютеров, которые предназначены для выполнения функций файл-серверов. Каждая рабочая станция и файл-сервер имеют сетевые карты (адаптеры), которые посредством физических каналов соединяются между собой. В дополнение к локальной операционной системе на каждой рабочей станции активизируется сетевое программное обеспечение, позволяющее станции взаимодействовать с файловым сервером.

Компьютеры, входящие в ЛВС клиент – серверной архитектуры, делятся на два типа: рабочие станции, или клиенты, предназначенные для пользователей, и файловые серверы, которые, как правило, недоступны для обычных пользователей и предназначены для управления ресурсами сети.

Аналогично на файловом сервере запускается сетевое  программное обеспечение, которое  позволяет ему взаимодействовать с рабочей станцией и обеспечить доступ к своим файлам.

Рабочие станции

Рабочая станция (workstation) – это абонентская система, специализированная для решения  определенных задач и использующая сетевые ресурсы. К сетевому программному обеспечению рабочей станции относятся следующие службы:

• клиент для сетей;
• служба доступа к файлам и принтерам;
• сетевые протоколы для данного типа сетей;
• сетевая плата;
• контроллер удаленного доступа.

Рабочая станция  отличается от обычного автономного  персонального компьютера следующим:

• наличием сетевой карты (сетевого адаптера) и канала связи;
• на экране во время загрузки ОС появляются дополнительные сообщения, которые информируют о том, что загружается сетевая операционная система;
• перед началом работы необходимо сообщить сетевому программному обеспечению имя пользователя и пароль. Это называется процедурой входа в сеть;
• после подключения к ЛВС появляются дополнительные сетевые дисковые накопители;
• появляется возможность использования сетевого оборудования, которое может находиться далеко от рабочего места.

Сетевые адаптеры

Для подключения  ПК к сети требуется устройство сопряжения, которое называют сетевым адаптером, интерфейсом, модулем, или картой. Оно  вставляется в гнездо материнской  платы. Карты сетевых адаптеров устанавливаются на каждой рабочей станции и на файловом сервере. Рабочая станция отправляет запрос через сетевой адаптер к файловому серверу и получает ответ через сетевой адаптер, когда файловый сервер готов.

Сетевые адаптеры вместе с сетевым программным обеспечением способны распознавать и обрабатывать ошибки, которые могут возникнуть из-за электрических помех, коллизий или плохой работы оборудования.

Последние типы сетевых адаптеров поддерживают технологию Plug and Play (вставляй и работай). Если сетевую карту установить в компьютер, то при первой загрузке система определит тип адаптера и запросит для него драйверы.

Различные типы сетевых адаптеров отличаются не только методами доступа к каналу связи и протоколами, но еще и  следующими параметрами:

• скорость передачи;
• объем буфера для пакета;
• тип шины; 
• быстродействие шины;
• совместимость с различными микропроцессорами;
• использованием прямого доступа к памяти (DMA); 
• адресация портов ввода/вывода и запросов прерывания; 
• конструкция разъема.

Файловые  серверы

Сервер –  это компьютер, предоставляющий  свои ресурсы (диски, принтеры, каталоги, файлы и т.п.) другим пользователям  сети.

Файловый сервер обслуживает рабочие станции. В  настоящее время это обычно быстродействующий  ПК на базе процессоров Pentium, работающие с тактовой частотой 500 Мгц и выше, с объемом ОЗУ 128Мбт или более. Чаще всего файловый сервер выполняет только эти функции. Но иногда в малых ЛВС файл–сервер используется еще и в качестве рабочей станции. На файловом сервере должна стоять сетевая операционная система, а также сетевое программное обеспечение. К сетевому программному обеспечению сервера относятся сетевые службы и протоколы, а также средства администрирования сервера.

Файловые серверы  могут контролировать доступ пользователей к различным частям файловой системы. Это обычно осуществляется разрешением пользователю присоединить некоторую файловую систему (или каталог) к рабочей станции пользователя для дальнейшего использования как локального диска.

По мере усложнения возлагаемых на серверы функций и увеличения числа обслуживаемых ими клиентов происходит все большая специализация серверов.

Сетевые операционные системы

Сетевые операционные системы (Network Operating System – NOS) – это  комплекс программ, обеспечивающих в сети обработку, хранение и передачу данных. Для организации сети кроме аппаратных средств, необходима также сетевая операционная система. Операционные системы сами по себе не могут поддерживать сеть. Для дополнения какой-нибудь ОС сетевыми средствами необходима процедура инсталляции сети.

Сетевая операционная система необходима для управления потоками сообщений между рабочими станциями и файловым сервером. Она  является прикладной платформой, предоставляет разнообразные виды сетевых служб и поддерживает работу прикладных процессов, реализуемых в сетях. NOS используют архитектуру клиент–сервер или одноранговую архитектуру.

NOS определяет  группу протоколов, обеспечивающих  основные функции сети. К ним  относятся:

• адресация объектов сети;
• функционирование сетевых служб;
• обеспечение безопасности данных; 
• управление сетью.

Сетевое программное обеспечение 

Клиент для  сетей обеспечивает связь с другими  компьютерами и серверами, а также  доступ к файлам и принтерам.

Сетевая карта  является устройством, физически соединяющим  компьютер с сетью. Для каждой сетевой карты устанавливаются  свои драйверы, значение IRQ (требования к прерыванию) и адреса ввода/вывода.

Протоколы используются для установления правил обмена информацией в сетях.

Служба удаленного доступа позволяет делать файлы  и принтеры доступными для компьютеров  в сети.

Применение многопользовательских  версий прикладных программ резко увеличивают  производительность. Многие системы  управления базами данных позволяют нескольким рабочим станциям работать с общей базой данных. Большинство деловых прикладных программ также являются многопользовательскими.

Сетевые карты

Являются одной  из важнейших компонент любой  компьютерной сети. Сетевые карты  выступают в качестве физического интерфейса для соединения, между компьютером и сетевым кабелем. Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате компьютера и различаются по типу используемого разъема: ISA, EISA, PCI.  
Основное назначение сетевой карты:

• подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;
• передача данных другому компьютеру;
• управление потоком данных между компьютером и кабельной системой.

Кроме того, сетевая  плата, принимает данные из кабеля и  переводит их в форму, понятую центральному процессору компьютера. Также каждая сетевая карта имеет уникальный адрес (MAC). Сетевые адреса определены комитетом IEEE, этот комитет закрепляет за каждым производителем некий интервал адресов. Производители «зашивают» эти адреса в микросхемы сетевой карты.

Концентратор

Является центральной  частью компьютерной сети в случае реализации топологии "звезда". И  является самым простым устройством  при создании компьютерных сетей. У  него отсутствует возможность управления и применяется, как правило в сетях малых офисов или подразделений.

Коммутатор

Выступает в  качестве ведущего элемента компьютерной сети. Обеспечение связи с базовой  магистралью или группой серверов по высокоскоростным каналам, может  соединять сегменты сети, служит также для изоляции трафика в сети, что способствует более высоким скоростям передачи информации.

Коммутаторы решают следующие проблемы:

• увеличивают размеры сети;
• увеличивают максимальное количество компьютеров в сети;
• устраняют узкие места, появляющиеся в результате подключения избыточного числа компьютеров и, как следствие, возрастание трафика.

Коммутатор при  работе выполняет следующие действия:

• "слушает» весь трафик;
• проверяет адреса источника и получателя пакетов Ethernet;
• строит таблицу маршрутизации, состоящую из MAС адресов;
• передает пакеты Ethernet.

Можно сказать, что коммутаторы обладают некоторым  «интеллектом», поскольку изучают, куда следует направлять данные. В  начале работы таблица маршрутизации  пуста, но затем она наполняется  и концентратор изучая эти данные знает расположение компьютеров в сети. На сегодняшний день использование коммутаторов самый перспективный способ построения компьютерных сетей.

Маршрутизатор

Это элемент  компьютерной сети объединяющей несколько  сетевых сегментов с различными протоколами и архитектурами. Маршрутизаторы могут выполнять следующие функции:

• фильтровать и изолировать трафик;
• соединять сегменты сети;

Таблица данных которая находится в маршрутизаторе содержит сетевые адреса. Она включает следующую информацию:

• все известные сетевые адреса;
• способы связи с другими сетями;
• возможные пути между маршрутизаторами;
• стоимость передачи данных по маршруту.

На основании  этих данных маршрутизатор выбирает наилучший маршрут для данных, сравнивая стоимость и доступность различных вариантов. Маршрутизаторы требуют специальной адресации: им понятны только номера сетей и адреса локальных сетевых карт. К удаленным компьютерам маршрутизаторы обращаться не могут.

Маршрутизаторы  могут работать не со всеми протоколами, а только с маршрутизируемыми, к ним относятся:

• DECnet; 
• TCP/IP;
• IPX/SPX;
• OSI; 
• XNS.

К не маршрутизируемым протоколам относятся: