4. ЛВС и компоненты ЛВС

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.

4.1. 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: MS Windows; LANtastic; NetWare; Unix; Linux и т.д.

2.  Сетевое программное обеспечение (Сетевые службы): клиент сети; сетевая карта; протокол; служба удаленного доступа.

ЛВС (Локальная вычислительная сеть) – это совокупность компьютеров, каналов связи, сетевых адаптеров, работающих под управлением сетевой операционной системы и сетевого программного обеспечения.

В ЛВС каждый ПК называется рабочей станцией, за исключением одного или нескольких компьютеров, которые предназначены для выполнения функций серверов. Каждая рабочая станция и 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 серверы, которые, как правило, недоступны для обычных пользователей и предназначены для управления ресурсами сети.

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.

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.

Сетевые операционные системы

Сетевые операционные системы NOS (Network Operating System) – 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.

NOS 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.

Типовой состав оборудования локальной сети

На рис. 4.1 приведен фрагмент вычислительной сети. Фрагмент вычислительной сети включает основные типы коммуникационного оборудования, применяемого сегодня для образования локальных сетей и соединения их через глобальные связи друг с другом.

Для построения локальных связей между компьютерами используются различные виды кабельных систем, сетевые адаптеры, концентраторы, повторители. Для связей между сегментами локальной вычислительной сети используются концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Рис. 4.1. Фрагмент сети

Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются:

-     специальные выходы (WAN–порты) мостов и маршрутизаторов;

-     аппаратура передачи данных по длинным линиям – модемы (при работе по аналоговым линиям);

-     устройства подключения к цифровым каналам (TA – терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т.п.).