Зміст
Вступ 3
Глава 1. Базова модель взаємодії відкритих систем OSI. Рівніпротоколів 7
Глава 2. Класифікація топологічних елементів мережі. 12
Глава 3. Топологія, методи доступу до середовища. 14
Глава 4. Режими передачі та якість сервісу 15
Глава 5. Керування потоком даних 17
Глава 6. Побудова локальних мереж 18
Глава 7. Мережеві протоколи 26
Висновок 31
Список використаної літератури 36
Введення
Комп'ютерної мережею називають сукупність вузлів (комп'ютерів,терміналів, периферійних пристроїв), які мають можливість інформаційноговзаємодії один з одним за допомогою спеціального комунікаційногообладнання та програмного забезпечення.
Розміри мереж варіюються в широких межах - від пари з'єднанихміж собою комп'ютерів, що стоять на сусідніх столах, до мільйонівкомп'ютерів, розкиданих по всьому світу (частина з них може перебувати накосмічних об'єктах).
За широтою охоплення прийнято поділ мереж на декілька категорій:локальні обчислювальні мережі - ЛОМ або LAN (Local-Area Network), дозволяютьоб'єднувати комп'ютери, розташовані в обмеженому просторі.
Для локальних мереж, як правило, прокладається спеціалізованакабельна система, і положення можливих точок підключення абонентівобмежено цієї кабельної системою. Іноді в локальних мережах використовуютьбездротовий зв'язок (Wireless), але при цьому можливості переміщення абонентівсильно обмежені. Локальні мережі можна об'єднувати в великомасштабніосвіти:
CAN (Campus-Area Network) - кампусна мережа, яка об'єднуєлокальні мережі близько розташованих будівель;
MAN (Metropolitan-Area Network) - мережа міського масштабу;
WAN (Wide-Area Network) - широкомасштабна мережа;
GAN (Global-Area Network) - глобальна мережа
Мережею мереж у наш час називають глобальну мережу - Інтернет.
Для більш великих мереж встановлюються спеціальні провідні табездротові лінії зв'язку або використовується інфраструктура існуючихпублічних засобів зв'язку. В останньому випадку абоненти комп'ютерної мережіможуть підключатися до мережі у відносно довільних точках, охопленихмережею телефонії або кабельного телебачення.
Поняття Інтранет (Intranet) означає внутрішню мережу організації,де важливі два моменти:
1) Ізоляція або захист внутрішньої мережі від зовнішньої (Інтернет);
2) Використання мережевого протоколу IP і Web-технологій (прикладногопротоколу HTTP).
В апаратній аспекті застосування технології інтранет означає, що всіабоненти мережі в основному обмінюються даними з одним або декількомасерверами, на яких зосереджені основні інформаційні ресурсипідприємства.
У мережах застосовуються різні мережеві технології. Кожній технологіївідповідають свої типи обладнання.
Обладнання мереж підрозділяється на активне - інтерфейсні картикомп'ютерів, повторювачі, концентратори і т.п. і пасивне - кабелі,сполучні роз'єми, комутаційні панелі тощо Крім того єдопоміжне обладнання - пристрої безперебійного живлення,кондиціювання повітря та аксесуари - монтажні стійки, шафи,кабелепроводи різного виду. З точки зору фізики, активне обладнання
- Це пристрої, яким необхідна подача енергії для генерації сигналів,пасивне обладнання подачі енергії не потребує.
Обладнання комп'ютерних мереж підрозділяється на кінцеві системи
(пристрої), які є джерелами та/або споживачами інформації, іпроміжні системи, що забезпечують проходження інформації по мережі.
До кінцевим систем відносять комп'ютери, термінали, мережні принтери,факс-машини, касові апарати, зчитувачі штрих-кодів, засоби голосовоїі відеозв'язку і будь-які інші периферійні пристрої.
До проміжним систем відносять концентратори (повторювачі, мости,комутатори), маршрутизатори, модеми та інші телекомунікаційніпристрою, а також з'єднує їх кабельна або бездротоваінфраструктура.
Дією, «корисним» для користувача, є обмін інформацієюміж кінцевими пристроями.
Для активного комунікаційного обладнання застосовне поняттяпродуктивність, причому в двох різних аспектах. Крім «валового»кількості неструктурованої інформації, що пропускається обладнанням заодиницю часу (біт/с), цікавляться і швидкістю обробки пакетів, кадрівабо осередків. Природно, при цьому обумовлюється і розмір структур (пакетів,кадрів, осередків), для якого вимірюється швидкість обробки. В ідеаліпродуктивність комунікаційного обладнання має бути таквисокою, щоб забезпечувати обробку інформації, що припадає на всіінтерфейси (порти) на їх повній швидкості (wire speed)
Для організації обміну інформацією повинен бути розроблений комплекспрограмних і апаратних засобів, що розподілені по різних пристроївмережі. Спочатку розробники і постачальники мережевих засобів намагалися йтикожен по своєму шляху, вирішуючи весь комплекс завдань за допомогою власногонабору протоколів, програм та апаратури. Однак вирішення різнихпостачальників виявлялися несумісними один з одним, що надавало масунезручностей для користувачів, яких з різних причин не задовольнявнабір можливостей, що надаються тільки одним з постачальників. У мірурозвитку техніки та розширення асортименту надаваних сервісів назріланеобхідність декомпозиції мережевих завдань - розбивки їх на кількавзаємопов'язаних підзадач з визначенням правил взаємодії між ними.
Розбиття задачі і стандартизація протоколів дозволяє брати участь уїї вирішенні великій кількості сторін-розробників програмних іапаратних засобів, виробників допоміжного і комунікаційногообладнання, що доносить всі ці плоди прогресу до кінцевого споживача.
Застосування відкритих технологій і дотримання загальноприйнятих стандартівдозволяє уникати ефекту вавілонського стовпотворіння. Звичайно, в якійсьмомент стандарт стає гальмом розвитку, але хтось робить прорив, ійого нова фірмова технологія з часом виливається в новий стандарт.
Глава 1. Базова модель взаємодії відкритих систем OSI. Рівні протоколів
Для опису способів комунікації між мережевими пристроямиорганізацією ISO була розроблена модель взаємозв'язку відкритих систем BOS-
OSI (Open System Interconnection). Вона заснована на рівневий протоколах,що дозволяє забезпечити: a) логічну декомпозицію складної мережі на доступні для огляду частини - рівні; b) стандартні інтерфейси між мережевими функціями; c) симетрію відносно функцій, що реалізовуються в кожному вузлі мережі
(співвідношення функцій в кожному вузлі мережі ); d) спільну мову для порозуміння розробників різних частин мережі.
Опції будь-якого вузла мережі розбиваються на рівні, для кінцевих систем їхсім. Усередині кожного вузла взаємодія між рівнями йде по вертикалі.
Взаємодія між двома вузлами логічно відбувається по горизонталі --між відповідними рівнями. Реально ж через відсутністьбезпосередніх горизонтальних зв'язків відбувається спуск до нижнього рівняв джерелі, зв'язок через фізичне середовище і підйом до відповідногорівня в приймачі інформації. У проміжних пристроях підйом йде дотого рівня, який доступний "інтелекту" пристрою. Кожен рівеньзабезпечує свій набір сервісних функцій (сервісів), "прикладна цінність"яких зростає з підвищенням рівня. Рівень, з якого посилаєтьсязапит, і симетричний йому рівень у відповідає системі формують своїблоки даних. Дані забезпечуються службовою інформацією (заголовком) даногорівня і спускаються на рівень нижче, користуючись сервісами відповідногорівня.
На цьому рівні до отриманої інформації також приєднується службоваінформація, і так відбувається спуск до самого нижнього рівня, що супроводжуєтьсязаголовками. Нарешті по нижньому рівню вся ця конструкція досягаєодержувача, де в міру підйому вгору звільняється від службової інформаціївідповідного рівня. У підсумку лист, надісланий джерелом, в "чистомувигляді "досягає відповідного рівня системи-одержувача.
Службова інформація керує процесами передачі і служить дляконтролю його успішності та достовірності. У разі виникнення проблемможе бути зроблена спроба їх залагодити на тому рівні, де вони буливиявлені. Якщо рівень не може вирішити проблему, він повідомляє про неї нащо викликав його вищий рівень.
Послуги на передачі даних можуть бути гарантованими (reliable --надійними) і негарантованими (unreliable - ненадійними).
Гарантований сервіс повідомить тільки про виконанняоперації (він звільнився), а чи дійшли дані до одержувача при цьомуневідомо. Контроль достовірності і обробка помилок може виконуватися нарізних рівнях та ініціювати повтор передачі блоку. Як правило, чим нижчерівень, на якому контролюються помилки, тим швидше вони обробляються.
Стандарти на різні технології та протоколи, як правило, охоплюютьодин або кілька суміжних рівнів. Комплекти протоколів кількох суміжнихрівнів, що користуються сервісами один одного (зверху вниз), називаютьпротокольними стеками (protocol stack). Приклад протокольного стека, широкощо використовується в сучасних мережах - TSP/IP
Рівні моделі OSI розглянемо зверху вниз:
7. Прикладний рівень (application layer) - вищий рівень моделі,який забезпечує користувача прикладній програмі доступ до мережевихресурсів. Приклади завдань рівня: передача файлів, електронна пошта,управління мережею.
Приклади протоколів прикладного рівня: o FTAM (File Transfer Access and Management) - віддалене маніпулювання файлами; o FTR (File Transfer Protocol) - пересилка файлів; o X.400 - передача повідомлень і сервіс електронної пошти; o CMIP (Common Management Information Protocol) - управління мережею в стандарті ISO; o SNMP (Simple Network Management Protocol) - управління мережею не в стандарті ISO; o Telnet - емуляція термінала та віддалена реєстрація (remote login).
6. Рівень представлення даних (presentation layer) - забезпечуєперетворення кодів, форматів файлів, стиснення і розпаковування, шифрування тадешифрування даних. Приклад протоколу - SSL (Secure Socket Layer),забезпечує конфіденційність передачі даних у стеку TSP/IP.
5. Сеансовий рівень (Session Layer) - забезпечує ініціацію ізавершення сеансу - діалогу між пристроями, синхронізацію іпослідовність пакетів в мережевому діалозі, надійність з'єднання докінця сеансу (обробку помилок, повторні передачі).
Приклади протоколів сеансового рівня: o Net BIOS (Network Basic Input/Output System) - іменування вузлів, негарантовані доставка повідомлень, загальне управління. Протокол поширюється ще на 6-й і7-й рівні, різні реалізації можуть бути не сумісними з оригінальною розробкою IBM; o Net BEUT (Network Basic Extended User Interface) - реалізація і розширення Net BIOS фірмою Microsoft.
4 . Транспортний рівень (transport layer) - відповідає за передачу данихвід джерела до одержувача за рівнем якості (пропускна здатність,затримка проходження, рівень достовірності), затребуваним сеансовийрівнем. Якщо блоки даних, які передаються з сеансового рівня, більшедопустимого розміру пакета для даної мережі, вони розбиваються на декільканумерованих пакетів. На цьому рівні визначаються шляхи передачі, якідля сусідніх пакетів можуть бути різними. На приймальній стороні пакетизбираються і в належній послідовності передаються на сеансовий рівень.
Протоколи транспортного рівня залежать від сервісу нижніх рівнів: o TPO ... TP4 (Transport Protocol Class 0 ... 4) - класи протоколів моделі
OSI , орієнтовані на різні види сервісу нижніх рівнів; o TSP (Transmission Control Protocol) - протокол передачі даних із встановленням з'єднання; o UDP (User Datagramm Protocol) - протокол передачі даних без встановлення з'єднання; o SPX (Seguenced Packet Exchange) - протокол передачі даних Novell
NetWare з'єднання.
3. Мережний рівень (network layer) - форматує дані транспортногорівня і постачає їх інформацією, необхідною для маршрутизації (знаходженняшляху до одержувача). Рівень відповідає за адресацію (трансляцію фізичних тамережевих адрес, забезпечення міжмережевої взаємодії); пошук шляху відджерела до одержувача; встановлення та обслуговування логічного зв'язку міжвузлами для встановлення зв'язку як орієнтованої, так і неорієнтованіна з'єднання. Форматування даних здійснюється відповідно докомунікаційної технологією (локальні та глобальні мережі).
Приклади протоколів мережевого рівня: o ARP (Address Resolution Protocol) - взаємне перетворення апаратних та мережевих адрес; o IP (Internet Protocol) - протокол доставки дейтаграм, основа стека
TSP/IP; o IPX (Internetwork Packet Exchange) - базовий протокол NetWare, що відповідає за адресацію і маршрутизацію пакетів.
2. Канальний рівень (data link layer) - забезпечує формуванняфреймів (кадрів), що передаються через фізичний рівень, контроль помилок ікерування потоком даних. Існує додатковий розподіл цього рівняна 2 підрівня (sublayers):
1) підрівень LLS (Logical-Link Control - управління логічної мережею) - є стандартним інтерфейсом з мережевим рівнем, незалежним від мережевої технології.
2) підрівень MAC (Media Access Control - управління доступом до середовища) - здійснює доступ до рівня фізичного кодування і передачі сигналів. Стосовно до технології Internet MAC-рівень укладає дані, що прийшли з LLS, в кадри, придатні для передачі. Далі, чекаючи звільнення каналу, він передає кадр на фізичний рівень і стежить за результатами роботи фізичного рівня. Якщо кадр переданий успішно (колізій немає), він повідомляє про це LLS-підрівня. Якщо виявлено колізія, він робить кілька повторних спроб передачі, і якщо передача так і не вдалася, повідомляє LLS-рівня. На приймальній стороні MAC-рівень приймає кадр, перевіряє його на відсутність помилок і, звільнивши його від службової інформації, передає на LLS.
1. Фізичний рівень (physical layer) - нижній рівень, що забезпечує фізичне кодування біт кадру в електричні сигнали і передачу їх по лініях зв'язку. Визначає тип кабелів і роз'ємів, призначення контактів і формат фізичних сигналів.
Приклади специфікацій фізичного рівня: o EIA (TIA-232-D) - 25-штирьковий роз'єм і протокол послідовної синхронної/асинхронної зв'язку; o IEEE 802.3 , що визначає різновиди Internet (10 Мбіт/с). Тут фізичний рівень ділиться ще на 4 підрівня: а) PLS (Physical
Layer Signaling) - сигнали для трансиверний кабелю;
б) AUI (Attachment Unit Interface) - специфікації трансиверний кабелю
(інтерфейс AUI);
в) PMA
(Physical Medium Attachment) - функції трансівера;
г) MDI (Medium
Dependent Interface) - специфікації підключення трансівера до конкретного типу кабелю.
Мережева технологія охоплює канальний і фізичний рівні моделі. Проміжні системи (пристрої) описуються протоколами декількох рівнів, починаючи з 1-го і доходячи до 3-го, а інколи до 4-го рівня.
У реальних мережах використовуються різні протокольні стеки, і далеконе завжди можливо практичне розділення систем на рівні моделі OSI зможливістю звернення до кожного з них. Заради підвищення продуктивностікількість рівнів зменшується до 3 - 4 з об'єднанням функцій суміжнихрівнів.
При всій різноманітності підходів до реалізації верхніх рівнів стеківстандартизація на фізичному, канальному і мережевому рівнях дотримуєтьсядосить суворо. Тут грає роль необхідність забезпечення сумісностімережних пристроїв від різних виробників, без яких їх становище наринку нестійкий.
Глава 2. Класифікація топологічних елементів мережі.
Локальні мережі складаються з кінцевих пристроїв і проміжних,з'єднаної кабельної системою. Визначимо деякі основні поняття:
V Вузли мережі (nodes) - кінцеві і проміжні пристрою, наділені мережевими адресами. До вузлів мережі відносяться комп'ютери з мережевим інтерфейсом, що виступають в ролі робочих станцій, серверів або в обох ролях; мережеві периферійні пристрої (принтери, плоттери, сканери); мережеві телекомунікаційні пристрої (модеми); маршрутизатори.
V Кабельний сегмент - відрізок кабелю або ланцюжок відрізків кабелів, електрично з'єднаних один з одним, що забезпечують поєднання двох або більше вузлів мережі.
V Сегмент мережі (або просто сегмент) - сукупність вузлів мережі, що використовують загальну середу передачі. Стосовно до технології
Internet це сукупність вузлів, підключених до одного кабельного сегменту.
V Мережа (логічна) - сукупність вузлів мережі, що мають єдину систему адресації 3-го рівня моделі OSI. Прикладами можуть бути IPX-мережа, IP-мережу. Кожна мережа має свою адресу, цими адресами оперують маршрутизатори для передачі пакетів між мережами.
V Хмара (cloud) - комунікаційна інфраструктуроюра з однорідними зовнішніми інтерфейсами. Прикладом хмари може бути міська - міжміський, міжнародний телефонний мережа: в будь-якому її місці можна підключити телефонний апарат і зв'язатися з будь-яким абонентом.
За способом використання кабельних сегментів розрізняють:
двоточковим з'єднання між вузлами. Для таких з'єднань в основномувикористовуються симетричні електричні кабелі (кручена пари) і оптичнікабелі;
багатокрапкові з'єднання - до одного кабельного сегменту підключається більшедвох вузлів. Типова середу передачі - несиметричний кабель (коаксіальний),можливе застосування і інших видів кабелів, у тому числі й оптичних.
V Повторювач (repeater) - пристрій фізичного рівня, що дозволяє долати топологічні обмеження кабельних сегментів.
в одного кабельного сегмента в другий передається побітне, аналіз інформації не проводиться.
V Міст (bridge) - засіб об'єднання сегментів мереж, що забезпечує передачу кадрів з одного сегмента в інший. Кадр, що прийшов з одного сегмента, може бути переданий в іншу або відфільтрований. рішення про просування або фільтрації кадру приймається на підставі інформації 2-го рівня.
1) Міст MAK-підрівня дозволяє поєднувати сегменти мережі в межах однієї технології.
2) Міст LLC-підрівня, він же транслює міст, що дозволяє об'єднати сегменти мереж з різними технологіями.
Міст може бути локальним, віддаленим або розподіленим. Локальний міст --це пристрій з двома або більше інтерфейсами, до яких підключаютьсясполучаються сегменти локальних мереж. Віддалені мости з'єднують сегментимереж, значно віддалені один від одного, через лінію зв'язку.
Розподілене міст являє собою сукупність інтерфейсів деякогокомунікаційного хмари, до яких підключаються сегменти з'єднуютьсямереж.
V Комутатор 2-го рівня виконує функції, аналогічні функціям мостів, але використовується для сегментації - розбивка мереж на дрібні сегменти з метою підвищення пропускної спроможності.
V Маршрутизатор працює на 3 -му рівні і використовується для передачі пакетів між мережами. Маршрутизатор виконує фільтрацію на основі інформації 3-го рівня. На відміну від повторювачів і мостів, присутність маршрутизаторів відомо вузлами мережі. Кожен маршрутизатор має свій мережеву адресу, на цю адресу вузли посилають пакети, призначені вузлів інших мереж.
V Коммутатор 3-го рівня вирішує завдання, близькі завданням маршрутизаторів, і ряд інших з більш високою продуктивністю.
В даний час комутатори стали «забиратися» і на 4-й рівень.
Глава 3. Топологія, методи доступу до середовища.
Кожна мережева технологія має характерну для неї топологіюз'єднання вузлів мережі та метод доступу до середовища передачі.
Розрізняють фізичну топологію, що визначає правила фізичнихз'єднань вузлів і логічну топологію, що визначає напрямок потоківданих між вузлами мережі. Логічна і фізична топології щодонезалежні один від одного.
Фізичні топології - шина, зірка, кільце, дерево, сітка.
У логічній шині інформація, що передається одним вузлом, одночаснодоступна для всіх вузлів, підключених до одного сегмента. Логічна шинареалізується на фізичній топології шини, зірки, дерева, сітки. Улогічному кільці інформація передається послідовно від вузла до вузла.
Кожен вузол приймає кадри тільки від попереднього вузла і посилає тількинаступному. Реалізується на фізичній топології кільця і зірки.
Методи доступу до середовища поділяються на імовірнісні та детерміновані.
При імовірнісний метод доступу вузол, який хоче послати кадр в мережу,прослуховує лінію. Якщо лінія зайнята або виявлено колізію (зіткненнясигналів від двох передавачів), спроба передачі відкладається на деякийчас
Загальний недолік імовірнісних методів доступу - невизначений часпроходження кадру, різко зростаюче при збільшенні навантаження на мережу, щообмежує його застосування в системах реального часу.
При детермінованому методі вузли одержують доступ до середовища взумовленої порядку. Послідовність визначається контролероммережі.
Основна перевага методу - обмежений час проходження кадру,мало залежить від навантаження.
Мережі з великим навантаженням вимагають більш ефективних методів доступу.
Один із способів підвищення ефективності - перенесення управління доступом відвузлів у кабельні центри. При цьому вузол посилає кадр у комунікаційнепристрій. Завдання цього пристрою - забезпечити проходження кадру доадресату з оптимізацією загальної продуктивності мережі та забезпеченням рівняякості обслуговування, необхідного конкретним додатком.
Глава 4. Режими передачі та якість сервісу
Режим передачі визначає спосіб комунікацій між двома вузлами.
V симплексних режим дозволяє передавати дані тільки в одному напрямку, що передає вузол повністю займає канал. У телекомунікаціях такий режим практично не використовується - він не дозволяє відправнику інформації отримувати підтвердження про його прийомі, що необхідно для забезпечення нормальної зв'язку.
V напівдуплексному режим допускає двосторонню передачу, але в кожний момент часу лише в одному напрямку. Для зміни напряму потрібно подача спеціального сигналу та отримання підтвердження.
V повнодуплексний режим допускає одночасну передачу відразу в двох напрямках. При цьому передача в одному напрямку займає тільки частина каналу. Дуплексний режим може бути симетричним (смуга пропускання каналу в обох напрямках однакова) і несиметричним
(пропускна здатність в одному напрямку значно більше, ніж у протилежному).
Якість сервісу мережі визначається декількома параметрами :
V Швидкість передачі даних, визначається як кількість біт даних, переданих за одиницю часу.
V Затримка доставки даних, що визначається як час від передачі блоку інформації джерелом до його прийому одержувачем.
V Рівень помилок визначається або як ймовірність безпомилкової передачі певної порції даних (від біта до кадру).
Для вищих рівнів (прикладної) цікаві такі параметри, як час відгуку і продуктивність обслуговування запитів. Ці параметри визначаються як мережею (час на транспортування), так і серверами, що обслуговують прикладні запити.
Програми різних класів мають різні вимоги до якості обслуговування та сучасні мережі на своєму рівні при передачі даних повинні вміти розрізняти переданий трафік. У протилежному випадку для роботи деяких додатків доведеться організовувати надто потужні, а значить і дорогі канали, які в середньому виявляться недостатньо завантаженими.
Глава 5. Керування потоком даних
Керування потоком даних є засобом узгодження темпу передачі даних з можливостями приймача. Незважаючи на те, що бітові швидкості приймачів і передавачів завжди повинні збігатися, можливі ситуації, коли передавач передає інформацію в темпі, неприйнятний для приймача. При цьому вхідний буфер приймача переповнюється, і частина переданої інформації втрачається. Засоби керування потоком дозволяють приймача подати передавача сигнал на припинення чи продовження передачі. Ці кошти вимагають наявність зворотнього каналу передачі (від приймача до передавача).
Для контролю отримання інформації приймачем застосовують квітірованіе (handshaking - рукостискання) - посилку-повідомлення про отримання кадру. На кожен прийнятий кадр приймач відповідає коротким кадром-підтвердженням.
Можлива пакетна передача, при якій передавач посилає серію послідовних кадрів, на яку має отримати загальне підтвердження, що заощаджує час. Якщо у підтвердженні є місце для списку хороших і поганих кадрів, то посилати повторно можна тільки погані. При цьому з'являється необхідність в ідентифікації кадрів і підтверджень.
Метод 'ковзного вікна "є ефективним гібридом індивідуальних підтверджень і пакетної передачі. Тут передавач посилає серію нумерованих кадрів, знаючи, що прихід підтвердження може затримуватися щодо свого кадру на час обороту по мережі. цей час може бути попередньо визначене, і ширина "вікна" визначається кількістю кадрів, які можна послати. Підтвердження нумерується відповідно до кадрами, ця нумерація може бути циклічної з модулем, який визначається шириною вікна. Якщо передавач не отримує подтвнржденіе на кадр, що виходить з вікна спостереження, він вважає його втраченим і повторює його передачу. На випадок повтору передавач повинен мати у своєму буфері всі кадри вікна, заміщаючи виходять (підтверджені) новими.
Метод позволяетт повністю використовувати пропускну здатність каналу не6завісімо від дальності передачі.
Глава 6. Побудова локальних мереж
Для побудови мереж з декількох комп'ютерів, з'єднаних загальною шиною Ethernet, досить прокласти і обробити кабелі, встановити і настроїти мережеві адаптери і встановити мережеві операційні системи на комп'ютери.
Після цього мережа працювала, а адміністратору на апаратному рівні залишалося тільки наглядати за порядком у нехитрому, але ненадійному кабельному господарстві. Додавання нових користувачів теж не викликало особливих проблем, але лише до тих пір, поки вистачало довжини кабелю, терпіння при пошуку поганих роз'ємів і смуги пропускання розділяється середовища передачі. Сучасні мережі являють собою досить складні розподілені апаратно-програмні комплекси, способи, побудови яких неоднозначні.
6.1. Обладнання локальних мереж
Кінцеве мережеве обладнання
Кінцеве мережеве обладнання є джерелом і одержувачем інформації, що передається по мережі.
V Комп'ютери, підключені до мережі, є самим універсальним вузлом. Прикладне використання комп'ютерів в мережі визначається програмним забезпеченням та встановленим додатковим устаткуванням. Установка мультимедійного обладнання може перетворити на IP-телефон, відеотелефон, термінал відеоконференцесвязі.
Мережевий інтерфейс забезпечується адаптером локальної мережі та програмними засобами завантажується операційної системи. Для далеких комунікацій використовується модем внутрішній або зовнішній.
З точки зору мережі, "обличчям" комп'ютера є його мережевий адаптер. Тип мережевого адаптера повинен відповідати призначенню комп'ютера і його мережеву активність.
V Сервер є тим же комп'ютером, але мається на увазі його більш висока мережева активність. Для підключення до мережі бажано використовувати повнодуплексних високопродуктивні адаптери. Сервери бажано підключати до виділеного порту комутатора в повнодуплексному режимі. При установці двох чи більше мережевих інтерфейсів і відповідного програмного забезпечення сервер може грати роль маршрутизатора або моста. Сервери можуть мати можливість "гарячої" заміни дискових накопичувачів, резервування харчування, блокування несанкціонованого доступу, засоби моніторингу стану (включаючи можливість повідомлення про критичні події на пейджер адміністратора).
Сервери, як правило, повинні мати високопродуктивну дискову підсистему , як інтерфейс якої використовують шину SCSI.
V Термінали, алфавітно-цифрові й графічні, використовуються в клієнт-серверних системах в якості робочих місць користувача, а також як консолей для керування мережевим обладнанням. Термінали, як правило, мають послідовний інтерфейс RS-232 C. Термінал має власну систему команд. Термінал може емулюватися та персональним комп'ютером, при цьому в якості інтерфейсу може виступати як СОМ - порт, так і мережевий інтерфейс.
V розділяються принтери забезпечують друк завдань від безлічі користувачів локальгой мережі. У загальному випадку для цього потрібно принт-сервер - засіб вибірки завдань з черги і, власне, принтер, логічно підключений до принт-серверу.
У ролі принт-сервера може виступати звичайний комп'ютер, підключений до мережі, і принтер підключається до його порту.
Принт-сервер може вбудовуватися в власне принтер або виконуватися у вигляді окремого мережевого пристрою.
Використання поділюваних принтерів, особливо лазерних в графічному режимі з високою роздільною здатністю, значно навантажує мережа . Принт-сервер (мережевий принтер) бажано підключати до виділеного порту, повний дуплікс йому не потрібен.
Підключення принтера кабелем паралельного інтерфейсу територіально прив'язує принтер до комп'юторі, оскільки кабель має довжину 1,5 - 5 м. Для принтера це не завжди зручно.
V Мережеві принтери на додаток до локальних мають вбудований мережевий інтерфейс Ethernet на 10 або 100 Мбіт за секунду. У цьому випадку у них має присутньо вбудоване програмне забезпечення, розраховане на той чи інший мережевий протокол.
Мережний принтер територіально може розташовуватися в будь-якому місці приміщення, де є розетка кабельної мережі.
V Апаратний принт-сервер являє собою мікроконтроллер, оснащений мережевим інтерфейсом і декількома послідовними і паралельними портами. До портів підключаються звичайні принтери. Вбудоване ПЗ забезпечує вибірку завдань з черги на файл-сервер. Принт-сервер зазвичай підтримує протокол якої-небудь однієї операційної системи, можливість перезапису вбудованого ПЗ в деяких випадках дозволяє змінити протокол або поліпшити наданий сервіс.
Комунікаційне обладнання
Комунікаційне мережеве обладнання не є джерелом абокінцевим одержувачем даних. Наведемо короткі характеристикикомунікаційного обладнання локальних мереж.
V Повторювач є засобом об'єднання кабельних сегментів в єдиний логічний сегмент. У мережах на кручений парі повторювач є найдешевшим засобом об'єднання кінцевих вузлів та інших пристроїв у єдиний розділяється сегмент.
V Міст є засобом передачі кадрів між двома і більше логічними сегментами. За логікою роботи є окремим випадком комутатора. Швидкість звичайно 10 Мбіт за секунду.
V Коммутатор є засобом організації віртуальних ланцюгів для передачі кожного кадру між двома його портами. Швидкості портів можуть бути різними в різних портів одного пристрою -
10, 100 або 1000 Мбіт/сек. Реальна пропускна здатність нижча через несиметричності завантаження портів комутатора.
V Хаб - пристрій, до якого підключаються кабелі від безлічі кінцевих вузлів і комунікаційних пристроїв. Внутрішня структура може бути різною. Найчастіше під хабом увазі повторювач. Сегментують хаб є комбінацією декількох повторювачів, між якими може бути присутнім міст.
V Концентратор вважається синонімом хаба, але може трактуватися ширше (може включати набір повторювачів, комутаторів і мостів, що з'єднують різні технології). < p> V перетворювач інтерфейсів дозволяє здійснювати переходи з одного середовища передачі даних в іншу без логічного перетворення сигналів. Завдяки посиленню сигналів, ці пристрої можуть дозволяти долати обмеження на довжину ліній зв'язку. Використовуються для зв'язку обладнання з різнотипними портами.
V Маршрутизатор - пристрій з декількома фізичними інтерфейсами, можливо, різних мережевих технологій.
Виконує передачу пакетів між інтерфейсами на підставі інформації 3-го рівня.
V Брандмауер - пристрій (програмний засіб), за рівнем функціонування аналогічне маршрутизатора, але з більш розвинутою системою фільтрації і малим (як правило, 2) числом портів. Для мережевих вузлів присутність брандмауера не повинно бути помітно. Використовується для захисту локальних мереж від несанкціонованого втручання ззовні. Зазвичай встановлюється між маршрутизатором і зовнішнім інтерфейсом глобальної мережі. Може бути вбудований в маршрутизатор або комунікаційне обладнання підключений до глобальної мережі.
V Модем - пристрій для передачі даних на далекі відстані по виділених чи комутованих лініях. Інтерфейс, звернений до джерела і приймача даних, може бути послідовним, паралельним або навіть шиною USB.
V Модемний пул - складання з декількох модемів, які об'єднані загальним портом з інтерфейсом ЛОМ. Кожний модем пулу підключається до своєї зовнішньої лінії. Пристрій дозволяє одночасно декільком абонентам локальної мережі користуватися індивідуальнимивиходами у зовнішній світ або забезпечувати декільком користувачам доступ до локальної мережі.
V LAN-модем - комбінація модему і маршрутизатора, що має в якості інтерфейсу порт Ethernet (іноді кілька портів, об'єднаних повторювачем). Дозволяє одночасно користуватися одним виходом у зовнішній світ групі абонентів локальної мережі.
V Концентратори можуть мати різне конструктивне виконання, кожен тип виконання має певну сферу застосування:
. Малогабаритні концентратори з фіксованим числом портів (4-16) - найдешевші пристрої, що застосовуються в невеликих мережах. Вони займають мало місця і можуть встановлюватися на столах, полицях або підвішуватися на стіну. Найдешевші з них мають виносний адаптер живлення - блок з трансформатором і випрямлячем, змонтований прямо на живильної вилці.
Таке підключення живлення не передбачає заземлення, що дуже погано.
. Концентратори з фіксованою конфігурацією формату 19 ". Знаходяться в середній ціновій категорії. Вони призначені для установки в шафах або на полицях. Блок живлення, як правило, вбудований, заземлення передбачено, кількість портів до 36.
. Модульні концентратори виконуються у вигляді шасі з пасивною об'єднує шиною. Шасі забезпечується джерелом живлення. Кількість портів обчислюється сотнями. Це дорогі пристрої, що виправдовують себе при великій кількості портів і високих вимогах до надійності.
. Стекові концентратори являють собою пристрої з фіксованою конфігурацією, що мають спеціальний інтерфейс для об'єднання кількох пристроїв в стек. Стек має на увазі, що кілька фізичних пристроїв виступають як єдиний пристрій. Стек може бути локальними - пристрої з'єднуються спеціальними короткими кабелями (0,3 - 1,5) або розподіленим - пристрої з'єднуються звичайним 4-парним кабелем довжиною до 100м. Розподілене стек можливий тільки для повторювачів 10 Мбіт/с.
Для комутаторів стекові інтерфейс може стати вузьким місцем.
Списком наведених пристроїв не обмежується весь асортименткомунікаційного обладнання, що випускається безліччю фірм.
6.2. Маршрутизатори як засіб об'єднання локальних мереж
Маршрутизатор являє собою проміжну систему з декількомаінтерфейсами (портами), що оперує інформацією пакетів мережевого рівня,ув'язнених в кадри мережі. Кожен порт має свій фізичну адресу (МАС -адреса), за якою до нього звертаються вузли, які потребують міжмережевийпередачі пакетів. З кожним з портів зв'язуються один або кілька мережевихпротоколів (IPX, IP, Apple Talk) і один або декілька підмереж.
Маршрутизатор пересилає між портами (підмережами) тільки ті пакети,які призначаються адресатам підмережі вихідного порту. При цьомуможлива фільтрація - передача пакетів, що задовольняють певнимкритеріям. Маршрутизатори використовуються і як засоби забезпеченнябезпеки, що перешкоджають прозорому взаємодії між вузлами різнихпідмереж. Маршрутизатори необхідні для зв'язку
