Аппаратные и программные средства организации компьютерных сетей

Компоненты вычислительных сетей.

1. Компьютеры (от ПК до супер ЭВМ) – набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью.

2. Коммуникационное оборудование (каналы связи, маршрутизаторы, мосты и т.д.) – представляет сложный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать.

3. Сетевые операционные системы – обеспечивают совместное использование аппаратных ресурсов сети. Виды сетевых операционных систем: Novell NetWare, Windows NT Server, Unix системы (Solaris, FreeBSD), GNU/Linux системы (Knoppix, ALT Linux) и др.

4. Сетевые приложения (сетевые БД, средства архивирования данных, почтовые системы и т.д.).

Сетевой адаптер (сетевая карта) – техническое устройство, выполняющее функции сопряжения компьютера с каналом связи (ArcNet, Token Ring, Etherent). Сетевой адаптер позволяет подключать компьютер, принтер или другое устройство к кабелю.

При использовании телефонной линии связи применяют модем. Модем – устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые).

Повторитель (репитер) – устройство, обеспечивающее сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее, чем предусмотрено данным типом физической передающей среды, расстояние. Принимает затухающий сигнал из одного сегмента, восстанавливает его и передаёт в следующий. Не производят обработки проходящих через них сигналов, не фильтрирует и не изолирует данные. Многопортовый повторитель называется концентратором или хабом.

Концентратор (хаб) – это центральное устройство, объединяющее в сеть отдельные кабельные сегменты или отдельные локальные сети.

Мост – устройство, соединяющее сети, работающие по одинаковым протоколам. Могут, как и репитеры увеличивать размер, соединять разнородные кабели.

Шлюз – аналогичен мосту, но используется для объединения сетей, работающих по разным протоколам.

Коммутатор (switch, switching hub, свитч) – «умный» хаб. Позволяет пересылать пакеты между несколькими сегментами сети, не загружая остальную сеть. Анализирует адрес назначения в заголовке пакета и, сверившись с адресной таблицей, тут же направляет в нужный порт.

Маршрутизатор – устройство для соединения сетей, использующих различные архитектуры и протоколы. Внутри одной сети используют коммутаторы. Маршрутизатор более надежно и эффективно, чем мосты, изолируют трафик отдельных частей сети друг от друга.

Виды каналов связи: проводные (телефонные), кабельные, на основе инфракрасных лучей. Выделяют коаксиальные кабели, кабели на основе скрученных 2-х медных проводов – витая пара, волоконно-оптические кабели.

4. Интернет, стек протоколов TCP/IP. IP-адресация

Интернет – это глобальная сеть (сеть сетей), использующая стек протокола передачи данных TCP/IP. Архитектура протоколов TCP/IP предназначена для объединенной сети, состоящей из отдельных разнородных компьютерных подсетей. Все протоколы разделяются на 4 уровня:

1) прикладной,

2) транспортный,

3) межсетевого взаимодействия,

4) сетевых интерфейсов.

Прикладной уровень объединяет протоколы, предназначенные для передачи данных различных форматов. Сюда относятся протоколы:

- HTTP – протокол передачи гипертекстов, т.е. Web-документов;

- FTP – протокол пересылки файлов;

- SMTP – протокол пересылки электронной почты;

- POP3 – протокол получения и хранения электронной почты;

- NNTP – протокол телеконференций и др.

На транспортном (основном) уровне происходит установка связей между серверами Интернет. На этом уровне функционируют протокол управления передачей TCP и протокол дейтограмм UDP.

Протокол TCP обеспечивает передачу информации между серверами за счет образования логических соединений (виртуальных).

Уровень межсетевого взаимодействия обеспечивает возможность перемещения данных по сети без установления соединений, используя тот маршрут, который в данный момент времени является наиболее рациональным. В качестве основного протокола на этом уровне используется протокол IP.

Протокол IPотвечает за расчет оптимального пути транспортировки.

Набор протоколов уровня сетевых интерфейсов обеспечивает интеграцию в составную часть других сетей. Причем, сеть TCP/IP должна иметь средства включения в себя любой другой сети, какую бы технологию передачи данных эта сеть не использовала.