4. Мережні технології

З‘єднання двох і більше комп’ютерів між собою називається комп’ютерною мережею. Мережа може включати кілька комп’ютерів окремих користувачів (однієї установи), або багато комп’ютерів (вузлів, станцій) кількох установ. Вони мають можливість взаємодіяти один з одним за допомогою апаратних засобів і мережевого програмного забезпечення.

Комп’ютерні мережі створюються для людей, які мають свої і бажають використовувати ресурси інших інформаційних оболонок. Ресурси включають каталоги, принтери, що можуть використовуватись всіма користувачами мережі. Якщо користувач має такі ресурси, він може зробити їх доступними для інших, хто також ділиться ресурсами. Якщо не призначено користування ресурсами іншим, то ними може користуватись тільки сам користувач.Обмеження користувачів ресурсами може бути досягнуто і уведенням паролів для окремих ресурсів. При наданні своїх каталогів можна визначати різні рівні допуску згідно з вимогами різних паролів. Якщо пароль відсутній, ресурси доступні всім користувачам мережі.

Група з’єднаних комп’ютерів, які призначені для досягнення однієї мети, - називається робочою групою. Не важливо, як організована група, всі комп’ютери можуть обмінюватись інформацією на протязі всього часу, поки вони з’єднані. Мережа може з’єднувати одну або кілька робочих груп.

Для з’єднання кількох персональних комп’ютерів необхідні: кабель, з’єднувач кабелів (конектор), мережевий адаптер (або електронна карта). Мережевий адаптер називають також сітьовою інтерфейсною платою, чи картою. Він надає можливість користувачеві одержати інформацію від інших комп’ютерів. Мережевий адаптер разом з обладнанням створюють вузол мережі. Для роботи в мережі до вузла можуть бути увімкнуті один або кілька комп’ютерів, які називають робочими станціями.

Класифікація комп’ютерних мереж. Залежно від розміру мережі поділяються на:

• локальна мережа для офісу, поверху, будинку (LAN (Locfl-Area Network));

• кампусна мережа, яка об’єднує віддалені вузли або локальні мережі, але ще не потребує комунікацій через телефонні лінії і модеми (CAN (Campus-Area Network));

• міська мережа з радіусом у десятки кілометрів з великою швидкістю передачі (100 Мбіт/с) (MAN (Matropolitan-Area Network));

• широкомасштабна мережа, яка використовує віддалені мости і маршрутні запори з можливо невисокими швидкостями передачі (WAN (Wide-Area Network));

• глобальна (міжнародна, міжконентальна) мережа (GAN (Global-Area Network)).

Мережі також поділяються за ознакою кількості вирішуваних задач на універсальні, призначені для вирішення всіх задач користувача, і корпоративні - для вирішення обмеженої за типом кількості задач.

За фізичною формою носія інформації мережі поділяються на безкабельні і кабельні. Безкабельні мережі як фізичний носій інформації використовувати інфрачервоні промені, радіохвилі і лазерні канали. Такі мережі характеризуються невисокою пропускною здатністю, вони не стійкі проти перешкод, можуть надійно працювати тільки в межах прямої видимості і знаходять використання тільки на корпоративному рівні. Кабельні мережі як носій інформації використовують кабель трьох типів: вита пара, коаксіальний і оптоволокнистий.

Вита пара - це два скручені ізольовані дроти. Кабель такого типу складається не з однієї, а кількох пар дротів. Для захисту від впливу довкілля кожен дріт вміщається в сітку із міді чи алюмінію, а весь кабель має зовнішнє ізоляційне покриття. Для з’єднання комп’ютера з мережею використовується дві виті пари: одна - для передачі даних, друга - для прийому даних.

Коаксіальний кабель складається із центрального дроту (одножильного або багатожильного), ізоляційного покриття, зовнішньої екранної металевої сітки і зовнішньої захисної оболонки. Найбільші темпи росповсюдження в нашій державі мають мережі на витій парі.

Оптоволокнистий кабель. Широко використовується в мережах останнім часом. Він стійкий проти електромагнітних перешкод, практично не має електромагнітного випромінення. Такий кабель може бути використаний у мережах, від яких вимагається підвищена секретність. Але такий кабель дорогий, малотехнологічний і недовговічний.        За топологією мережі поділяються на шинні, зіркоподібні і кільцеві. Топологія - це геометрична схема з’єднання вузлів мережі. Інші топології мереж є похідними від трьох основних: деревоподібна, ромашкоподібна, змішана та ін.

Шинна топологія. При такій топології комунікаційний кабель створює незамкнуту лінію, тобто кабель має лівий і правий кінці, на яких встановлюються спеціальні обмежувачі - термінатори. Дані, що передаються вузлом, поширюються на два кінці кабеля. Проміжні вузли не виконують ніяких функцій щодо ретрансляції інформації, яка передається. Прийомний вузол розпізнає призначені йому дані і читає повідомлення, що передаються. Мережі з шинною топологією характеризуються хорошими стійкістю і економічністю, але можуть мати невелику довжину.

Зіркоподібна топологія. При такій топології вузли з’єднані “променями” з центром зірки. Залежно від конкретного типу мережі в центрі зірки може бути центральний вузол, або пристрій, що синхронізує роботу периферійних вузлів мережі. Кожний периферійний вузол має власний канал для зв'язку з центром. Вся інформація передається через центр, який ретранслює, комутує і маршрутує інформаційний потік до споживача. Мережі з зіркоподібною топологією дозволяють використовувати прості адаптери, різнотипні кабелі, але надійність їх роботи залежить від центрального вузла.

Кільцева топологія. При такій топології вузли з’єднуються один до другого, створюючи коло. Дані передаються в мережі по колу від вузла до вузла тільки в одному напрямі, наприклад, за годинниковою стрілкою. Кожен проміжний вузол між передавачем і приймачем ретранслює послане повідомлення. Вузол-приймач розпізнає і приймає тільки адресоване йому повідомлення. Мережі з кільцевою топологією мають більшу надійність порівняно з зіркоподібною, ретрансляція інформації окремими вузлами дозволяє підсилювати сигнали і таким чином збільшити довжину мережі, з одного боку, а з іншого - мережа виходить з ладу при несправностях хоча б в одному із вузлів.

За типом використовуваних операційних систем мережі поділяються на гомогенні і гетерогенні. Якщо в мережі підтримується тільки одна операційна система, тобто вона складається із однорідних вузлів, то така мережа називається гомогенною (однорідною), а якщо в мережі підтримується кілька операційних систем - гетерогенною (різнорідною). Важливим показником роботи мережі є швидкість передачі даних, яка вимірюється кількістю біт, що передаються за секунду (bps). У локальних мережах виділяють дві швидкості передачі:

• швидкість передачі даних по головному комунікаційному каналу; вона має стале значення для кожного типу мережі і не залежить від типу вузлів. Наприклад, в мережах Ethernet - вона дорівнює 100 Mbps, у безкабельних мережах - 1...2 Mbps;

• швидкість передачі даних між вузлами мережі. Вона значно менша від швидкості передачі по головному каналу і залежить від умов функціонування вузла: швидкодія процесора, конструкція мережевого адаптера, особливостей операційної системи та інших факторів