Загальні основи побудови комп'ютерних мереж

Загальні основи побудови комп'ютерних мереж
Апаратні та програмні засоби комп'ютерних мереж

У будь якому офісі де знаходиться два і більше персональних комп’ютера на певному етапі постає питання швидкого і надійного обміну даними, сумісного використання деяких спільних ресурсів таких як принтер, сканер, CD ROM, жорсткі диски, модем і т.д. А отже настає необхідність об’єднання ПК у одне ціле локальну обчислювальну мережу (ЛВС).

На початку 80-х років фірма ІВМ випустила перший персональний комп'ютер (ПК), приєднавшись дещо пізніше до напрямку, початого фірмою Аррlе – поширення персональних комп’ютерів. На відміну від терміналів ПК надали користувачам свої власні ресурси. Оскільки ПК могли виконувати завдання, використовуючи власну пам'ять і процесор, то потреба в дорогих центральних процесорах поступово відпала, замість останніх, на кожному робочому місці з'явились обчислювальні потужності, які використовували для опрацювання текстів, аналізу в електронних таблицях і управління даними. Завдяки широкому класу виконуваних задач та швидкому й постійному зменшенню цін персональні комп’ютери знайшли своє місце в маленьких, середніх та згодом великих підприємствах.

З початком використання ПК постала проблема, якої не існувало під час роботи з майнфреймами та міні-комп'ютерами: обмін даними. Архітектура ПК орієнтована на використання ізольованих ресурсів та даних, тому передати свої дані можна було, тільки попередньо скопіювавши їх на дискету.

Минуло зовсім небагато часу і велика кількість компаній у відповідь на побажання своїх клієнтів почали об'єднувати ПК. Так з'явилися перші локальні мережі —LAN (Local Area Network). Було розроблено багато рішень щодо об'єднання ПК у мережу за допомогою додаткової апаратури та програмного забезпечення. З поширенням використання ПК почали об'єднувати в локальні мережі в межах окремих підрозділів або всієї компанії. Потреба в мережах ПК і мережних технологіях з того часу постійно зростає. З розвитком Інтернет настав новий етап еволюції комп'ютерних мереж. До сучасних технологій обміну даними висуваються вимоги:

·        максимально можливої швидкості передавання даних;

·        забезпечення мінімального рівня помилок, що можуть виникати під час передавання, приймання даних;

·        захищеності від зовнішніх впливів, механічних, електромагнітних та інших;

·        надійності, зручності використання користувачами.

Мережі розрізняють залежно від розміру охоплюваної території. Невелика територія (кімната, будинок, навчальний клас, установа) звичайно охоплюється локальною обчислювальною мережею—ЛОМ (LAN). Більші території охоплюють регіональні обчислювальні мережі—РОМ та глобальні—ГОМ Internet.

Локальна обчислювальна мережа Ця мережа прив'язана до одного місця (звичайно однієї будівлі чи комплексу різних будівель) й об'єднує комп'ютерні системи та периферійні пристрої (накопичувачі на жорстких дисках, стримери, принтери та ін.) у групи, що розподіляють дані та периферійні пристрої. Переваги ЛОМ—велика швидкість передавання даних, низький рівень помилок і використання дешевого середовища обміну даними.

Регіональна обчислювальна мережа. Ця мережа охоплює ціле місто (район) і є найновішою. Найбільше спільного вона має з ЛОМ, але за багатьма параметрами складніша і комплексніша. Наприклад, додатково до підтримки обміну даними і голосового обміну РОМ може передавати відео- та інші типи інформації. При цьому на відміну від ЛОМ інформація передається на істотно більші відстані. Її можна використовувати також для об'єднання кількох ЛОМ у високошвидкісні інтегровані мережеві системи. РОМ поєднують кращі характеристики ЛОМ (низький рівень помилок, висока швидкість передавання інформації) із більшим географічним охопленням.

Глобальна обчислювальна мережа Ця мережа охоплює великі регіони, області, країни. Комунікації у ГОМ проводять за допомогою телефонних ліній, супутникового зв'язку чи наземних радіорелейних або інших мікрохвильових систем. ГОМ часто створюють шляхом об'єднання ЛОМ і РОМ. Об'єднання ізольованих ЛОМ і РОМ у форму ГОМ є основною сучасною тенденцією в галузі мереж.

Оскільки ГОМ є об'єднання багатьох ЛОМ і РОМ, то їх можна розглядати як конгломерат різноманітних технологій. Порівняно з ЛОМ більшість ГОМ відрізняють невисока швидкість передавання даних і вищий рівень помилок. Нові технології у сфері ГОМ спрямовані на розв'язування означених проблем.

Не залежно від типу комп’ютерної мережі, обмін повідомленнями між учасниками мережі відбувається невеликими пакетами фіксованого розміру — фреймами. Кожен фрейм містить ідентифікатор повідомлення, повідомлення або фрагмент повідомлення з номер фрагменту, ідентифікатор відправника, ідентифікатор приймача (кому призначене повідомлення).

Повідомлення з пристрою опрацювання передається пристрою передавання, приймання, який у свою чергу повідомлення розбиває на фрагменти (фрейми), доповнює необхідною службовою інформацією. Отримані фрейми кодуються у форму придатну для передавання використовуваним середовищем обміну. Під час приймання процес відбувається у зворотному порядку. Фрейми декодуються збираються у вихідне повідомлення і передаються пристрою опрацювання повідомлень.

·        середовища обміну даних — забезпечує перенесення даних від одного учасника мережі до іншого;

·        пристрій передавання, приймання даних — забезпечує передавання, приймання даних, кодування декодування даних і пересиланя для подальшого опрацювання;

·        пристрій опрацювання даних — безпосереднє опрацювання даних.

Середовище обміну даними. Канали зв’язку

У кожній комп'ютерній мережі, для перенесення даних від одного учасника мережі до іншого, використовується середовище обміну в якому дані передаються у вигляді електричного, електромагнітного або світлового сигналу. Як середовище обміну використовують:

·    коаксіальний кабель; ·    виту пару; ·    волоконно-оптичний кабель;

·    радіоканал; ·    інфрачервоні промені; ·    канал,супутниковий канал.

Перші три ще називають кабельними середовищами і мають найбільше застосування.