Класифікація комп’ютерних мереж

Комп’ютерні мережі розрізняють за їхніми масштабами та можливостями. Найменші з них – локальні обчислювальні мережі (ЛОМ) або, англійською мовою, LocaAreaNetworks (LAN). Ці мережі об’єднують невелику кількість комп’ютерів (звичайно до 100) та існують у рамках однієї організації або підприємства. Такі мережі часто створюється для організації інформаційної системи, або, зокрема, для спільного використання ресурсів (дисководів, принтерів, сканерів та іншого дорогого обладнання). Канали зв’язку а ЛОМ є спеціальні кабелі, які забезпечують якість зв’язку та високу швидкість обміну (до 100 Мбіт/с).

Великі підприємства (банки, енергетичні та інвестиційні компанії, засоби масової інформації тощо) звичайно мають різні віддалені філії, і тому вони зацікавлені у створенні власних корпоративних обчислювальних мереж (КОМ). Складовими КОМ є менші локальні мережі окремих підрозділів, які з’єднані між собою телефонними каналами, радіоканалами, супутниковим зв’язком. Мережі незважаючи на значну поширеність, КОМ також є мережами підприємств. У корпоративних мережах вдаються до спеціальних заходів для збереження таємниці та попередження несанкціонованого доступу до інформаційних ресурсів.

Якщо комп’ютери поєднані у мережі масштабу регіону країни, то йдеться про регіональні обчислювальні мережі (РОМ). Як лінії зв’язку для такої мережі можуть бути використані телефонні лінії або без провідних супутниковий зв'язок. РОМ спрямовані, як правило, на виконання завдань масштабу регіону (інформаційне забезпечення роботи електроенергетики, транспорту, регіонального постачання, банківських розрахунків тощо).

Мережі різного масштабу можуть бути поєднання між собою. Скажімо, локальна мережа по кабелю може бути приєднання до регіональної мережі, а мережі різних регіонів можуть бути пов’язані телефонною лінією. Завдяки поєднанню мереж різного масштабу можлива передача повідомлень між містами, країнами та континентами. Об’єднання мереж, яке надає послуги багатьох кінцевим користувачам, розміщеним на великій території, називається глобальною мережею(WideAreaNetworks, WAN).

Сервери і робочі станції

Найпростішими ЛОМ є так звані однорангові мережі. Комп’ютери, підключені до однорангової мережі, наділені однаковими функціями. Всі комп’ютери мережі рівноправно беруть участь у передачі та прийомі даних. Такі мережі звичайно створюються для забезпечення зв’язку між персональними комп’ютерами з метою спільного використання дисків та периферичного обладнання.

Однак однорангова мережа не може застосовуватися, якщо комп’ютерів багато. У великих мережах звичайно виділяється один чи кілька потужних комп’ютерів, призначених для обслуговування мережі. Такі комп’ютери називаються серверами (від англійського serve – обслуговувати, постачати). Вони відрізняються вищою продуктивністю, більшими обсягами ОЗП та жорстких дисків. Клавіатура та монітор не обов’язкові для сервера.

Інші комп’ютерні мережі називаються робочими станціями. Робочі станції можуть узагалі не мати жорстких дисків та дисководів. Первинне завантаження таких робочих станцій здійснюється по локальній мережі.

Мережний сервер – це потужний комп’ютер мережі, який обслуговує інші комп’ютери – робочі станції. Основними завданнями серверів є зберігання даних та обробка запитів.

Програмне забезпечення та протоколи

Щоб комп’ютерна мережа могла функціонувати, потрібне забезпечення. На кожному комп’ютері, що входить до мережі, має бути встановлена операційна система. Існує багато операційних систем, що підтримують роботу локальних мереж, серед яких найвідомішими є NovelNetWare та WindowsNT. Перша з цих систем створена фірмою Novel, а друга - фірма Microsoft. Фактично всі сучасні операційні системи (Novel, UNIX, WindowsNT/95/98/2000)забезпечують роботу в локальних мережах.

Які переваги отримує користувач при підключенні свого комп’ютера до мережі? Насамперед, він може користуватися ресурсами інших комп’ютерів мережі (файлами, дисками, принтерами) разом з ресурсами свого комп’ютера. Однак, щоб це стало можливим, недостатньо обладнати комп’ютери мережами та з’єднати їх між собою кабелями. Необхідно на комп’ютери мережі встановити певні програмні модулі. Передусім на комп’ютерах, ресурси яких мають бути доступними усім користувачам мережі, слід встановити програмні модулі – сервери. Такі модулі звичайно входять до складу операційної системи. Основне завдання серверів полягає в обслуговуванні запитів на доступ до ресурсів свого комп’ютера. Ці модулі формують запити та передають їх на потрібний комп’ютер. При цьому роль мережних адаптерів у системі клієнт – сервер полягає в тому, що вони передають повідомлення із запитами та відповідями від одного комп’ютера до іншого.

Комунікаційне обладнання

Комп’ютерна мережа, окрім комп’ютерів, включає периферійну, або, інакше кажучи, комунікаційне обладнання. Це обладнання забезпечує перетворення інформації, призначеної для відсилання у мережу. Інформація перетворюється на сигнали, які передають по лінії зв’язку.

Лінії зв’язку

Є провідні й без провідні лінії зв’язку. До провідних належать уже старі нині повітряні лінії, які служать для передавання телефонних та телеграфних сигналів, а також для обміну комп’ютерними даними, але на сьогодні вони мають швидкісні якості та погану захищеність від перешкод.

Вплив перешкод на сигнал зменшується при скручуванні пари проводів, тому під час побудови локальних мереж широко застосовуються кабель «вита пара». Ще краще захищений від перешкод коаксіальний кабель, який є конструкцією з внутрішньої мідної жили та провідного плетіння, відділеного від жили ізоляцією. Промисловість випускає різні типи коаксіального кабелю для застосування а ЛОМ, глобальних мережах, телебачення тощо. Але найдосконалішим з точки зору швидкісних характеристик та захищеності від перешкод є волоконно-оптичний кабель. Він складається з багатьох тонких волокон, які проводять світлові сигнали.

Без провідні лінії – це радіозв’язок між передавачем та приймачем радіохвиль.

Під час побудови комп’ютерних мереж застосовуються практично всі типи лінії зв’язку. Але найпопулярнішими у локальних мережах є недорогі кабелі «вита пара», а у магістральних лініях дедалі частіше використовується волоконно-оптичний кабель. Його висока ціна виправдана високими швидкісними характеристиками та пропускною здатністю. Радіозв’язок і супутникові канали застосовуються, якщо важко або неможливо прокласти кабель, як, наприклад, при зв’язку комп’ютерів у великих приміщеннях, при створенні мереж, що охоплюють території різних держав, при налагодженні зв’язку з окремими віддаленими абонентами.

Концентратори, комутатори, маршрутизатори

Ви ознайомилися з мінімальним набором комунікаційного обладнання для побудови локальної мережі: лінія зв’язку і мережі адаптери. Справді, за допомогою цих компонентів можна сконструювати найпростішу мережу Ethernet з конфігурацією «спільна шина». Але надійність цієї мережі та її продуктивності за великої кількості комп’ютерів буде невисокою. Суттєво покращити характеристики мережі за мінімальних витрат дозволяють концентратори.

Концентратор – пристрій для забезпечення фізичного з’єднання різних сегментів кабелю з мережею. Концентратор має кілька портів, причому сигнал, що надійшов на один з портів, повторюється на всіх його портах. В англомовній літературі за концентратором закріплено назву hub(хаб).

Отже, за допомогою концентраторів можна будувати невеликі базові фрагменти мереж. Концентратори застосовуються в усіх основних мережних технологіях (Ethernet, TokenRing, FDDI, ArcNet). Концентратор Ethernet забезпечує з’єднання комп’ютерів у зірку, а концентратор TokenRing – у кільце. Завдяки концентраторам можна збільшити відстань між вузлами мережі та підвищити її надійність.

Концентратор повторює сигнал на всіх своїх портах, тому при зростанні числа комп’ютерів, які обслуговуються ним, різко зменшується пропускна здатність мережі. Запобігти цьому можна розділенням мережі на фрагменти спеціальними пристроями – комутаторами. Окремі фрагменти мережі сполучаються між собою через комутатори, які аналізують адресу призначення кожного кадру.

Інші пристрої, так звані маршрутизатори, ізолюють обмін окремих сегментів мережі ефективніше, ніж комутатори. Вони також дозволяють з’єднувати в єдину мережу ті під мережі, які працюють за різними протоколами, наприклад Ethernet і TokenRing. Маршрутизатори є інтелектуальними пристроями, вони обирають раціональний маршрут пакета даних з одного вузла мережі до іншого.

Використана література

1.Побірченко Н.А., «Інформаційна система», Київ, - 1998 р.

2.Богданович М.В. «Внутрішня пам'ять» Київ, «Інформаційна система» - 1986 р.

3.Косінській Н.А. «Пристрої введення інформації», Київ,»Вища школа» 1996 р.

4.Козлинець О., Кочина Л. «Комп’ютерні мережі», Київ,