Основные сведения. Компьютерная сеть состоит из компонентов аппаратного и программного обеспечения, которые должны работать согласованно

Компьютерная сеть состоит из компонентов аппаратного и программного обеспечения, которые должны работать согласованно. Для корректной работы устройств в сети, необходимо использовать сетевые устройства и ПО, соответствующие общепризнанным мировым стандартам. Также необходимо правильно инсталлировать, установить рабочие параметры и грамотно администрировать.

Широко известны и применяемыми, являются стандарты института IEEE. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers, Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике) — организация, созданная в США в 1963 году, разработчик стандартов для локальных вычислительных систем, в том числе по кабельной системе, физической топологии и методам доступа к среде передачи данных. Наибольшую известность получила серия стандартов 802.xx

Аппаратное обеспечение можно разделить на три основные группы:

Абонентские системы:

· компьютеры (сервера, рабочие станции, или клиенты, терминалы);

· принтеры;

· сканеры и др.

Сетевое оборудование:

· сетевые адаптеры;

· концентраторы (хабы);

· мосты;

· коммутаторы;

· маршрутизаторы и др.

Коммуникационные каналы:

· кабели;

· разъемы;

· устройства передачи и приема данных в беспроводных технологиях.

· устройства передачи и приема данных по стандартным каналам связи (аналоговые и цифровые системы телефонной связи).

Основными программными компонентами сети являются следующие:

1. Серверные сетевые операционные системы. Наиболее известные из них:

· Windows NT;

· Windows 2000- Windows 2012;

· LANtastic;

· NetWare;

· Unix;

· Linux и т.д.

2. Сетевые операционные системы для рабочих станций:

· MSDOS (с дополнительными компонентами);

· Windows for Workgroups; Windows 95-98

· Windows 2000 Workstation, Windows XP, Windows 7-8;

· Unix for Workstation;

· Linux for Workstation;

Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы и компоненты):

· клиент сети;

· сервер сети - служба доступа к файлам и принтерам;

· драйвер сетевой карты;

· службы/ компоненты сетевого протокола, например стека IP- протоколов;

· служба удаленного доступа;

· службы контроля и управления сетью (network monitoring and management).

· службы обеспечение безопасности и защиты сетевых ресурсов, к ним относится служба аутентификации - входа в сеть и служба авторизации - разграничение доступа к тем или иным ресурсам сети.

1.1 Основные типы оборудования локальных вычислительных сетей.

Рассмотрим кратко основные устройства сети:

Сетевые адаптеры (сетевые карты)

Сетевые карты различаются в зависимости от различных технологий LAN, а также с учетом среды передачи данных (коаксиальный кабель, витая пара или оптический кабель, радиоканал).

Сетевые карты классифицируются в зависимости от технологий и стандартов:

Сетевые карты стандартов Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet),

Сетевые карты Token Ring (High Speed Token Ring),

Сетевые карты FDDI (Fiber Distributed Data Interface),

Сетевые карты 100VG-AnyLAN

Сетевые карты (Адаптер) Технологии Wi-Fi.

В настоящее время технологии семейства Ethernet, являются доминирующими, и по «умолчанию» мы будем рассматривать именно сетевые карты и интерфейсы этой технологии.

Сетевые карты также можно условно разделить на сетевые карты для клиентских компьютеров и сетевые карты для серверов. В сетевых картах для клиентских компьютеров, значительная часть работы перекладывается на драйвер сетевой карты.

Серверные сетевые карты снабжаются собственными процессорами, которые самостоятельно выполняют большую часть функции сетевой карты.

Основная функция сетевой карты – это принять информацию от сетевой службы (компонента) операционной системы ПК, преобразовать её в электрические или световые сигналы и передать в канал связи, а также выполнить обратную задачу, т.е. принять сигналы из физической среды, преобразовать их и передать сетевому компоненту ОС.

Сетевые кабели бывают трех основных типов:

витая пара (экранированная и не экранированная)

коаксиальный кабель (тонкий и толстый)

оптоволоконный кабель (одномодовый, многомодовый).

Не экранированная витая пара (UTP. unshielded twisted pair) - это кабель, в котором изолированная пара проводников скручена с небольшим числом витков на единицу длины Скручивание проводников уменьшает электрические помехи извне при распространении сигналов по кабелю. Существует семь категорий витой пары. Категория определят качественные параметры кабеля, в первую очередь пропускную способность кабеля.

Рис. 2.1. Не экранированная витая пара.

Кабель UTP категории 5e наиболее употребим сегодня. Чаще всего он используется при построении сетей FastEthernet, или GigabitEthernet со скоростью передачи 100Mbit/s и 1,0 Gbit/s, соответственно. Не экранированная витая пара подключается к сетевой карте через разъем RJ-45, напоминающий телефонный.

Кабель UTP позволяет соединять напрямую только два компьютера, поэтому в сетях, построенных на витой паре, преобладает топология типа "физическая звезда", когда каждый из компьютеров, при помощи своего кабеля подключен напрямую к концентратору (hub), который обеспечивает взаимодействие между компьютерами в сети. При повреждении кабеля, сеть продолжит функционировать, а исчезнет связь только с одним компьютером, что легко диагностируется. Но при повреждении концентратора сеть станет недоступной для всех компьютеров, подключенных к нему.

Применение коаксиального кабеля, позволяет создать сеть, без Hub'а. Различают «тонкий» (0,2 дюйма) и «толстый» (0,5 дюйма) коаксиальный кабель. Соответственно «тонкий» или «толстый» Ethernet. Сетевые карты также должны быть разными.

Толстый коаксиальный каб ель механически довольно прочный и жесткий. Прокладывать его не очень удобно. Для подключения к нему требуется специальное устройство (трансивер). Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле контактно (прокалыванием) или бесконтактно, и питается от сетевого адаптера компьютера. Трансивер соединяется с сетевым адаптером при помощи кабеля AUI (Attachment Unit Interface) длиной до 50 метров. Сетевой адаптер должен иметь разъем AUI (разъем DB-15). Положительным является его наилучшая помехозащищенность и наименьшее затухание на рабочей частоте по сравнению со всеми медными кабелями. Основная область применения толстого коаксиального кабеля - магистральные линии, соединяющие этажи здания (если использовать оптоволоконный кабель не позволяют средства). Технология довольно устаревшая.

Тонкий коаксиальный кабель.

Рис. 2.2. коаксиальный ← кабель и BNC разъём.   Рис. 2.3. T- образный коннектор →

А)коаксиальный кабель →

←Б) BNC коннектор

Тонкий коаксиальный кабель имеет диаметр около 6 мм., он более гибок, легко прокладывается, но менее защищен от помех и имеет большее затухание. Поэтому сегменты сети, построенные на тонком кабеле, имеют меньшую длину. Кабель к компьютерам прокладывается отдельными кусками «От одного компьютера к следующему и т.д.». Концы кабеля оконечиваются специальными разъемами типа BNC.

К каждому компьютеру отдельный кусок тонкого кабеля подключается с помощью Т-образных коннекторов разъёмов.

На свободных концах Т-образных коннекторов первого и последнего компьютера обязательно устанавливается «терминатор» по сути, резистор равный волновому сопротивлению кабеля, т.е. 50 Ом.

Рис.2.4. BNC-терминатор.

BNC-терминатор представляет собой своего рода заглушку, которая блокирует дальнейшее распространение сигнала. Без него функционирование сети на основе коаксиального кабеля невозможно. Всего требуется два терминатора, один из которых должен быть обязательно заземлен.

Рис.2.5. LAN «тонкий – Ethernet» с топологией шина.

Рис.2.6 Подключение рабочей станции к сегменту сети с «тонким» Ethernet.

Технология Ethernet 10Base-2 с тонким коаксиальным кабелем также считается устаревшей, но ещё часто применяемой на практике, особенно в малых офисах.