Види мережевих технологій локальних мереж. Сучасні технології комп'ютерних мереж: принципи роботи та протоколи

Мережева технологія - це узгоджений набір стандартних протоколів і програмно-апаратних засобів (наприклад, мережевих адаптерів, драйверів, кабелів і роз'ємів), що реалізують їх, достатній для побудови обчислювальної мережі. Епітет «достатній» підкреслює та обставина, що цей набір є мінімальним набором коштів, за допомогою яких можна побудувати працездатну мережу. Можливо, цю мережу можна покращити, наприклад, за рахунок виділення в ній підмереж, що відразу вимагатиме крім протоколів стандарту Ethernet застосування протоколу IP, а також спеціальних комунікаційних пристроїв – маршрутизаторів. Покращена мережа буде, швидше за все, надійнішою та швидкодіючішою, але за рахунок надбудов над засобами технології Ethernet, яка склала базис мережі.

Термін « мережева технологія» Найчастіше використовується в описаному вище вузькому значенні, але іноді застосовується і його розширене тлумачення як будь-якого набору засобів та правил для побудови мережі, наприклад, «технологія наскрізної маршрутизації», «технологія створення захищеного каналу», «технологія IP-мереж».

Протоколи, на основі яких будується мережа певної технології (у вузькому сенсі), спеціально розроблялися для спільної роботи, тому від розробника мережі не потрібні додаткові зусилля щодо організації їх взаємодії. Іноді мережеві технології називають базовими технологіями, маючи на увазі те, що на їх основі будується базис будь-якої мережі. Прикладами базових мережевих технологій можуть бути поряд з Ethernet такі відомі технології локальних мережяк, Token Ring і FDDI, або технології територіальних мереж Х.25 і frame relay. Для отримання працездатної мережі в цьому випадку достатньо придбати програмні та апаратні засоби, що належать до однієї базової технології. мережеві адаптериз драйверами, концентратори, комутатори, кабельну систему тощо, - і з'єднати їх відповідно до вимог стандарту на цю технологію.

Створення стандартних технологій локальних мереж

У 80-х років стан справ у локальних мережах стало кардинально змінюватися. Утвердилися стандартні технології об'єднання комп'ютерів у мережу – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Потужним стимулом їхнього розвитку послужили персональні комп'ютери. Ці масові продукти стали ідеальними елементами для побудови мереж - з одного боку, вони були досить потужними для роботи мережевого. програмного забезпечення, а з іншого - явно потребували об'єднання своєї обчислювальної потужності для вирішення складних завдань, а також поділу дорогих периферійних пристроївта дискових масивів. Тому персональні комп'ютери стали переважати в локальних мережах, причому не тільки як клієнтські комп'ютери, але і як центри зберігання та обробки даних, тобто мережевих серверів, потіснивши з цих звичних ролей міні-комп'ютери та мейнфрейми.

Стандартні мережеві технології перетворили процес побудови локальної мережі з мистецтва на рутинну роботу. Для створення мережі достатньо було придбати мережеві адаптери відповідного стандарту, наприклад Ethernet, стандартний кабель, приєднати адаптери до кабелю стандартними роз'ємами та встановити на комп'ютер одну з найпопулярніших мережевих операційних систем, наприклад NetWare. Після цього мережа починала працювати і приєднання кожного нового комп'ютера не викликало жодних проблем - звичайно, якщо на ньому було встановлено мережний адаптер тієї ж технології.

Локальні мережі, порівняно з глобальними мережами, внесли багато нового в способи організації роботи користувачів. Доступ до ресурсів став набагато зручнішим - користувач міг просто переглядати списки наявних ресурсів, а не запам'ятовувати їх ідентифікатори або імена. Після з'єднання з віддаленим ресурсом можна було працювати з ним за допомогою вже знайомих користувача по роботі з локальними ресурсами команд. Наслідком і водночас рушійною силою такого прогресу стала поява величезної кількості непрофесійних користувачів, яким зовсім не потрібно було вивчати спеціальні (і досить складні) команди. мережевої роботи. А можливість реалізувати всі ці зручності розробники локальних мереж отримали внаслідок появи якісних кабельних ліній зв'язку, у яких навіть мережеві адаптери першого покоління забезпечували швидкість передачі до 10 Мбіт/с.

Звичайно, про такі швидкості розробники глобальних мереж не могли навіть мріяти - їм доводилося користуватися тими каналами зв'язку, які були в наявності, оскільки прокладання нових кабельних систем для обчислювальних мереж завдовжки тисячі кілометрів зажадало б колосальних капітальних вкладень. А "під рукою" були тільки телефонні канали зв'язку, погано пристосовані для високошвидкісної передачі дискретних даних - швидкість 1200 біт/с була для них хорошим досягненням. Тому економне витрачання пропускної спроможності каналів зв'язку часто було основним критерієм ефективності методів передачі у глобальних мережах. У цих умовах різні процедури прозорого доступу до віддалених ресурсів, стандартні для локальних мереж, для глобальних мереж довго залишалися розкішшю.

Сучасні тенденції

Сьогодні обчислювальні мережі продовжують розвиватись, причому досить швидко. Розрив між локальними та глобальними мережами постійно скорочується багато в чому через появу високошвидкісних територіальних каналів зв'язку, які не поступаються якістю кабельним системам локальних мереж. У глобальних мережах з'являються служби доступу до ресурсів, такі ж зручні та прозорі, як служби локальних мереж. Подібні приклади у великій кількості демонструє найпопулярніша глобальна мережа – Internet.

Змінюються локальні мережі. Замість пасивного кабелю, що з'єднує комп'ютери, в них у великій кількості з'явилося різноманітне комунікаційне обладнання - комутатори, маршрутизатори, шлюзи. Завдяки такому обладнанню з'явилася можливість побудови великих корпоративних мереж, що налічують тисячі комп'ютерів та складну структуру. Відродився інтерес до великих комп'ютерів - в основному через те, що після спаду ейфорії з приводу легкості роботи з персональними комп'ютерамиз'ясувалося, що системи, які з сотень серверів, обслуговувати складніше, ніж кілька великих комп'ютерів. Тому на новому витку еволюційної спіралі мейнфрейми стали повертатися в корпоративні обчислювальні системи, але вже як повноправні мережеві вузли, що підтримують Ethernet або Token Ring, а також стек протоколів TCP/IP, який завдяки Internetу став де-факто.

Виявилася ще одна дуже важлива тенденція, що зачіпає однаково як локальні, так і глобальні мережі. Вони стала оброблятися невластива раніше обчислювальним мережам інформація - голос, відеозображення, малюнки. Це вимагало внесення змін до роботи протоколів, мережевих операційних систем та комунікаційного обладнання. Складність передачі такої мультимедійної інформації через мережу пов'язана з її чутливістю до затримок при передачі пакетів даних - затримки зазвичай призводять до спотворення такої інформації в кінцевих вузлах мережі. Так як традиційні служби обчислювальних мереж - такі як передача файлів або електронна пошта - створюють малочутливий до затримок трафік і всі елементи мереж розроблялися для нього, то поява трафіку реального часу призвела до великих проблем.

Сьогодні ці проблеми вирішуються різними способами, у тому числі і за допомогою спеціально розрахованої на передачу різних типів трафіку технології АТМ, Однак, незважаючи на значні зусилля, що вживаються в цьому напрямку, до прийнятного вирішення проблеми поки що далеко, і в цій галузі доведеться ще багато зробити Щоб досягти заповітної мети - злиття технологій не тільки локальних та глобальних мереж, а й технологій будь-яких інформаційних мереж - обчислювальних, телефонних, телевізійних тощо. Хоча сьогодні ця ідея багатьом здається утопією, серйозні фахівці вважають, що передумови для такого синтезу вже існують, та їхні думки розходяться лише в оцінці приблизних термінів такого об'єднання – називаються терміни від 10 до 25 років. Причому вважається, що основою для об'єднання послужить технологія комутації пакетів, що використовується сьогодні в обчислювальних мережах, а не технологія комутації каналів, яка використовується в телефонії, що, мабуть, має підвищити інтерес до мереж цього типу.

Сучасні мережеві технології

План

Що таке локальна мережа?

Апаратні засоби комп'ютерних мереж. Топології локальних обчислювальних мереж

Фізичні топології локальних обчислювальних мереж

Логічні топології локальних обчислювальних мереж

З'єднувачі та роз'єми

Коаксіальний кабель

Кручена пара

Передача інформації по волоконно-оптичних кабелях

Комунікаційна апаратура

Апаратура та технології бездротових мереж

Технології та протоколи локальних обчислювальних мереж

Адресація комп'ютерів у мережі та основні мережеві протоколи

Мережеві засобиопераційних систем MS Windows

Концепції управління мережевими ресурсами

Можливості ОС сімейства MS Windows для організації роботи у локальній мережі

Налаштування параметрів мережевих компонентів

Налаштування параметрів підключення

Підключення мережного принтера

Підключення мережного диска

Що таке локальна мережа?

Проблема передачі з одного комп'ютера в інший існувала з появи комп'ютерів. Для її вирішення використовувалися різні підходи. Найбільш поширений, у недавньому минулому, «кур'єрський» підхід полягав у копіюванні інформації на змінний носій (ГМД, CD тощо), перенесення до місця призначення та повторне копіювання, але вже зі змінного носія на комп'ютер адресат. В даний час подібні способи переміщення інформації поступаються місцем мережевим технологіям. Тобто. комп'ютери будь-яким чином з'єднуються один з одним, і користувач може перенести інформацію до місця призначення, не встаючи з-за столу.

Сукупність комп'ютерних пристроїв, Що мають можливість інформаційного повідомлення один з одним, прийнято називати комп'ютерною мережею. Найчастіше розрізняють два типи комп'ютерних мереж: локальні (LAN – LocalAreaNetwork) і глобальні (WAN – Wide-AreaNetwork). У деяких варіантах класифікації розглядають низку додаткових типів: міські, регіональні тощо, проте ці типи (за своєю суттю) здебільшого є варіантами глобальних мереж різного масштабу. Найбільш поширений варіант класифікації мереж на локальні та глобальні за географічною ознакою. Тобто. під локальною обчислювальною мережею в цьому випадку розуміється сукупність кінцевого числа комп'ютерів, розташованих на обмеженій території (в межах однієї будівлі або сусідніх будівель), пов'язаних з інформаційними каналами, що володіють високою швидкістюта достовірністю передачі даних та призначених для вирішення комплексу взаємопов'язаних завдань.

Апаратні засоби комп'ютерних мереж. Топології локальних обчислювальних мереж

Усі комп'ютери абонентів (користувачів), які працюють у межах локальної обчислювальної мережі повинні мати можливість взаємодіяти друг з одним, тобто. бути пов'язаними між собою. Спосіб організації таких зв'язків істотно впливає характеристики локальної обчислювальної мережі і називається її топологією (архітектурою, конфігурацією). Розрізняють фізичну та логічну топології. Під фізичної топологією локальної обчислювальної мережі розуміють фізичне розміщення комп'ютерів, що входять до складу мережі та спосіб їхнього з'єднання один з одним провідниками. Логічна топологія визначає спосіб проходження інформації та дуже часто не збігається з обраною фізичною топологією з'єднання абонентів локальної обчислювальної мережі.

Фізичні топології локальних обчислювальних мереж

Існує чотири основні фізичні топології, що використовуються при побудові локальних обчислювальних мереж.

Топологія шина (рис.1) передбачає підключення всіх комп'ютерів одного спільного провіднику. На обох кінцях такого провідника розміщуються спеціальні узгоджувальні пристрої, Звані термінаторами. Основні переваги даної топології – дешевизна та простота монтажу. До недоліків належать проблематичність локалізації місця несправності та низька надійність: пошкодження кабелю в будь-якому місці призводить до припинення обміну інформацією між усіма комп'ютерами, що входять до мережі. Через особливості поширення електричного сигналу, навіть якщо два комп'ютери, які намагаються здійснити обмін інформацією, фізично з'єднані один з одним, за відсутності термінатора на одному кінці такого уривка шини зв'язок між ними буде неможливим.

У топології кільце (рис. 2) кожен абонент мережі пов'язані з двома прилеглими абонентами. Переваги та недоліки аналогічні розглянутим для топології шинам.

Топологія зірка передбачає прокладку для кожного комп'ютера в мережі окремого кабелю, що з'єднує всіх абонентів мережі з центром. Як центр зірки може бути комп'ютер чи спеціальний сполучний пристрій, зване концентратором (рис. 3). Перевага цієї топології - більш висока надійність. Обрив будь-якого провідника «відключає» лише одного абонента. "Вузьким місцем" цієї топології є концентратор. За його поломки блокується робота всієї мережі. Недоліком є більш висока вартість обладнання (з огляду на збільшення загальної довжини провідників порівняно з попередніми топологіями, а також вартість додаткового обладнання – концентратора).

З точки зору надійності та швидкості обміну інформацією найкращими характеристикамимає повнозв'язну топологію (рис. 4). І тут абонентам мережі надається окремий канал зв'язку з кожним з інших абонентів. Однак за вартістю дана топологія програє решті всіх варіантів.

Перелічені топології є основними. Більшість локальних обчислювальних мереж, створюваних у різних організаціях, мають складнішу структуру і є різними варіантами комбінування вищезгаданих топологій.

Логічні топології локальних обчислювальних мереж

Логічна топологія визначає характер поширення інформації з комп'ютерної мережі. У разі передачі інформації від одного абонента мережі до іншого абонента ця інформація належним чином «оформляється». Дані оформляються в стандартні фрагменти (пакети, дейтаграми). Крім власне переданих даних (чисел, текстів, малюнків і т.п.) до складу пакету додається адреса (приймача інформації або приймачі та передавача), контрольна інформація (щоб можна було перевірити, пакет прийнятий повністю або тільки його частина) та ряд іншої інформації. Розглянемо три основні варіанти логічних топологій локальних обчислювальних мереж.

Логічна шина визначає рівноправний доступом до мережі всіх абонентів. У цьому випадку передавач виставляє в мережу пакет інформації, а решта абонентів «почувши» інформацію, що передається, аналізують її. Якщо у складі пакета абонент знаходить свою адресу, він цю інформацію «залишає» собі, якщо адреса виявилася чужою – ігнорує. Якщо на момент передачі одним абонентом «вклинюється у розмову» інший абонент, відбувається накладення пакетів, зване колізією. Колізії призводять до «перемішування» пакетів та неможливості розібратися «хто що сказав». Виявивши колізію, абонент, що передає, «замовкає» на інтервал часу випадкової тривалості, після чого повторює спробу передачі інформації. При дуже велику кількість абонентів у мережі ймовірність колізій різко зростає, і мережа стає непрацездатною.

Логічне кільце припускає, що інформація проходить повний «коло» і до джерела, тобто. у точку з якої було відправлено. При цьому кожен абонент порівнює адресу «отримувача» зі своєю власною. Якщо адреси збіглися, інформація копіюється в буфер, пакет позначається як «отриманий адресата» і передається наступному абоненту. Якщо адреси не співпали, пакет передається без жодних позначок. Коли абонент отримав пакет, відправлений «власноручно» і з позначкою «прийнято», він його далі не передає і в роботу може вступити інший абонент мережі.

Логічна топологія зірка (і її версія – дерево) спрямовано встановлення каналу зв'язку між приймачем і передавачем засобами комутаторів. Тобто. за відсутності комутатора неможливо зв'язатися між собою навіть двом абонентам мережі. При передачі даних від одного абонента до іншого, решта чекає закінчення передачі.

З'єднувачі та роз'єми

Нині у локальних обчислювальних мережах використовуються кілька типів провідників. За фізичною природою сигналу, що передається, розрізняють електричні провідники і оптичні провідники. Крім цього, може використовуватися апаратура для організації локальних обчислювальних мереж засобами бездротових каналів.

Коаксіальний кабель

Коаксіальний кабель (рис. 5) являє собою провідник, укладений в обплітання, що екранує. Від контакту з обплетенням провідник захищений трубчастим ізолятором. Важливою характеристикоюкабельних систем взагалі та коаксіального кабелюзокрема є хвильовий опір чи імпеданс. У локальних обчислювальних мережах застосовується коаксіальний кабель з хвильовим опором 50 Ом і (набагато рідше) у мережах ARCnet кабель з хвильовим опором 93 Ом. Існує два різновиди коаксіального кабелю – товстий (зовнішній діаметр близько 10 мм) та тонкий (зовнішній діаметр близько 5 мм). При однаковому значенні хвильового опору у товстого та тонкого коаксіального кабелю різні характеристики по довжині кабельного сегмента та кількості абонентів мережі, що підтримуються. У товстого коаксіального кабелю максимальна довжина сегмента 500 метрів, максимальна кількістьточок підключення 100. У тонкого коаксіального кабелю максимальна довжина сегмента 185 метрів, максимальна кількість точок підключення 30.

Термін "мережева технологія" найчастіше використовується в описаному вище вузькому сенсі, але іноді застосовується і його розширене тлумачення як будь-якого набору засобів і правил для побудови мережі, наприклад, "технологія наскрізної маршрутизації", "технологія створення захищеного каналу", "технологія IP- мереж».

Протоколи, на основі яких будується мережа певної технології (у вузькому сенсі), спеціально розроблялися для спільної роботи, тому від розробника мережі не потрібні додаткові зусилля щодо організації їх взаємодії. Іноді мережеві технології називають базовими технологіями, маючи на увазі те, що на їх основі будується базис будь-якої мережі. Прикладами базових мережевих технологій можуть служити поряд з Ethernet такі відомі технології локальних мереж як Token Ring і FDDI, або технології територіальних мереж Х.25 і frame relay. Для отримання працездатної мережі в цьому випадку достатньо придбати програмні та апаратні засоби, що належать до однієї базової технології - мережеві адаптери з драйверами, концентратори, комутатори, кабельну систему тощо, - і з'єднати їх відповідно до вимог стандарту на цю технологію.

Створення стандартних технологій локальних мереж

У 80-х років стан справ у локальних мережах стало кардинально змінюватися. Утвердилися стандартні технології об'єднання комп'ютерів у мережу – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Потужним стимулом їхнього розвитку послужили персональні комп'ютери. Ці масові продукти стали ідеальними елементами для побудови мереж - з одного боку, вони були досить потужними для роботи мережевого програмного забезпечення, а з іншого - явно потребували об'єднання своєї обчислювальної потужності для вирішення складних завдань, а також поділу дорогих периферійних пристроїв та дискових масивів. Тому персональні комп'ютери стали переважати в локальних мережах, причому не тільки як клієнтські комп'ютери, але і як центри зберігання та обробки даних, тобто мережевих серверів, потіснивши з цих звичних ролей міні-комп'ютери та мейнфрейми.

Локальні мережі, порівняно з глобальними мережами, внесли багато нового в способи організації роботи користувачів. Доступ до ресурсів став набагато зручнішим - користувач міг просто переглядати списки наявних ресурсів, а не запам'ятовувати їх ідентифікатори або імена. Після з'єднання з віддаленим ресурсом можна було працювати з ним за допомогою вже знайомих користувача по роботі з локальними ресурсами команд. Наслідком і водночас рушійною силою такого прогресу стала поява величезної кількості непрофесійних користувачів, яким не потрібно було вивчати спеціальні (і досить складні) команди для мережної роботи. А можливість реалізувати всі ці зручності розробники локальних мереж отримали внаслідок появи якісних кабельних ліній зв'язку, у яких навіть мережеві адаптери першого покоління забезпечували швидкість передачі до 10 Мбіт/с.

Сучасні тенденції

Змінюються локальні мережі. Замість пасивного кабелю, що з'єднує комп'ютери, в них у великій кількості з'явилося різноманітне комунікаційне обладнання - комутатори, маршрутизатори, шлюзи. Завдяки такому обладнанню з'явилася можливість побудови великих корпоративних мереж, що налічують тисячі комп'ютерів та складну структуру. Відродився інтерес до великих комп'ютерів - в основному через те, що після спаду ейфорії з приводу легкості роботи з персональними комп'ютерами з'ясувалося, що системи, які складаються із сотень серверів, обслуговувати складніше, ніж кілька великих комп'ютерів. Тому на новому витку еволюційної спіралі мейнфрейми стали повертатися в корпоративні обчислювальні системи, але вже як повноправні мережеві вузли, що підтримують Ethernet або Token Ring, а також стек протоколів TCP/IP, який завдяки Internetу став де-факто.

Сьогодні мережі та мережеві технології поєднують людей у будь-яких куточках світу та забезпечують їм доступ до найбільшої розкоші на світі – людського спілкування. Люди без перешкод спілкуються та граються з друзями, що знаходяться в інших частинах світу.

Події, що відбуваються, стають відомими у всіх країнах світу за лічені секунди. Кожен може підключитися до Інтернету і викласти свою порцію інформації.

Мережеві інформаційні технології: коріння їх виникнення

У другій половині минулого століття людською цивілізацією було сформовано дві її найважливіші науково-технічні галузі - комп'ютерні та близько чверті століття обидві ці галузі розвивалися самостійно, і в їх рамках були створені відповідно комп'ютерні та телекомунікаційні мережі. Проте в останній чверті ХХ століття в результаті еволюції та взаємопроникнення цих двох галузей людського знання і виникло те, що ми називаємо терміном мережна технологія, що є підрозділом більш загального поняття інформаційна технологія.

Внаслідок їх появи у світі відбулася нова технологічна революція. Подібно до того, як за кілька десятиліть до неї поверхня суші покрилася мережею швидкісних автомагістралей, наприкінці минулого століття всі країни, міста та села, підприємства та організації, а також індивідуальні житла виявилися пов'язаними "інформаційними магістралями". При цьому всі вони стали елементами різних мереж передачі між комп'ютерами, в яких були реалізовані ті чи інші технології передачі інформації.

Технологія мережі: поняття та зміст

Мережева технологія являє собою достатній для побудови певний цілісний комплекс правил подання та передачі інформації, що реалізуються у вигляді так званих «стандартних протоколів», а також апаратних і програмних засобів, що включають мережні адаптери з драйверами, кабелі та ВОЛЗ, різні конектори (роз'єми).

"Достатність" цього комплексу коштів означає його мінімізацію за збереження можливості побудови працездатної мережі. Вона повинна мати потенціал удосконалення, наприклад, за рахунок створення в ній підмереж, що вимагають застосування протоколів різного рівня, а також спецкомунікаторів, які зазвичай називають «маршрутизаторами». Після вдосконалення мережа стає надійнішою і швидшою, але ціною появи надбудов над основною мережевою технологією, що становить її базис.

Термін "мережева технологія" найчастіше застосовується у вищеописаному вузькому значенні, проте найчастіше він розширено трактується як будь-який набір засобів і правил побудови мереж певного типу, наприклад "технологія локальних комп'ютерних мереж".

Прообраз мережевої технології

Першим прообразом комп'ютерної мережі, але ще самої мережею, стали у 60-80-х гг. минулого століття багатотермінальні системи. Представляючи собою сукупність монітора та клавіатури, що розташовані на великих відстаняхвід великих ЕОМ і що з ними з допомогою телефонних модемів чи виділеними каналами, термінали виходили з приміщень ІВЦ і розосереджувалися по всій будівлі.

При цьому, крім оператора самої ЕОМ на ІВЦ, всі користувачі терміналів отримували можливість вводити з клавіатури свої завдання та спостерігати за їх виконанням на моніторі, здійснюючи деякі операції управління завданнями. Такі системи, що реалізують як алгоритми поділу часу, так і пакетної обробки, називалися системами віддаленого введення завдань.

Глобальні мережі

Після багатотермінальними системами наприкінці 60-х гг. ХХ ст. було створено перший тип мереж - глобальні комп'ютерні мережі (ГКС). Вони пов'язали суперкомп'ютери, що існували в поодиноких екземплярах і зберігали унікальні дані та ПЗ, з великими ЕОМ, що знаходилися від них на відстані до тисяч кілометрів, за допомогою телефонних мереж і модемів. Ця мережна технологія була апробована раніше в багатотермінальних системах.

Першою ГКС у 1969 р. стала ARPANET, яка працювала в Міноборони США та об'єднувала різнотипні комп'ютери з різними ОС. Вони оснащувалися допмодулями для реалізації комунікаційних загальних для всіх комп'ютерів, що входять до мережі. Саме на ній були розроблені основи мережевих технологій, які застосовуються й досі.

Перший приклад конвергенції комп'ютерних та телекомунікаційних мереж

ДКЗ дісталися у спадок лінії зв'язку від більш старих і глобальних мереж — телефонних, тому що прокладати нові лінії великої довжини було дуже дорого. Тому багато років у них використовувалися аналогові телефонні канали для передачі в Наразічасу лише однієї розмови. Цифрові дані передавалися по них із дуже низькою швидкістю (десятки кбіт/с), а можливості обмежувалися передачею файлів даних та електронною поштою.

Однак успадкувавши телефонні лініїзв'язку, ГКС не взяли їх основну технологію, засновану на принципі комутації каналів, коли кожній парі абонентів на весь час сеансу зв'язку виділявся канал із постійною швидкістю. У ГКС використовували нові комп'ютерні мережеві технології, засновані на принципі пакетної комутації, при якому дані у вигляді невеликих порцій-пакетів з постійною швидкістю видаються в мережу, що не комутується, і приймаються їх адресатами в мережі за адресними кодами, вбудованим в заголовки пакетів.

Попередники локальних мереж

Поява наприкінці 70-х років. ХХ ст. БІС призвело до створення міні-ЕОМ з невисокою вартістю та багатими функціональними можливостями. Вони реально конкурувати з великими ЕОМ.

Широкої популярності набули міні-ЕОМ сімейства PDP-11. Їх стали встановлювати у всі, навіть дуже невеликі виробничі підрозділи для управління техпроцесами та окремими технологічними установками, а також у відділи управлінь підприємств для виконання офісних завдань.

Виникла концепція розподілених по всьому підприємству комп'ютерних ресурсів, хоча міні-ЕОМ все ще працювали автономно.

Поява LAN-мереж

На середину 80-х гг. ХХ ст. було впроваджено технології об'єднання міні-ЕОМ у мережі, засновані на комутації пакетів даних, як й у кортикостероїдів.

Вони перетворили побудову мережі одного підприємства, звану локальною (LAN - мережу), на майже тривіальне завдання. Для її створення потрібно лише купити мережеві адаптери під обрану LAN-технологію, наприклад, Ethernet, стандартну кабельну систему, встановити на її кабелі конектори (роз'єми) і з'єднати адаптери з міні-ЕОМ та між собою за допомогою цих кабелів. Далі на ЕОМ-сервер встановлювалася одна з ОС, призначена в організацію LAN - мережі. Після цього вона починала працювати, і наступне приєднання кожної нової міні-ЕОМ не викликало жодних проблем.

Невідворотність появи Інтернету

Якщо поява міні-ЕОМ дозволила розподілити комп'ютерні ресурсиПоступово по територіям підприємств, то поява на початку 90-х років. ПК зумовило їх поступову появу спочатку кожному робочому місці будь-якого працівника розумової праці, та був й у індивідуальних людських житлах.

Відносна дешевизна та висока надійність роботи ПК спочатку дали потужний поштовх розвитку LAN-мереж, а потім призвели і до виникнення глобальної комп'ютерної мережі – Інтернету, що охопила сьогодні всі країни світу.

Розмір Інтернету щомісяця зростає на 7-10%. Він є ядром, що зв'язує різні локальні та глобальні мережі підприємств і установ у всьому світі один з одним.

Якщо на першому етапі через Інтернет в основному передавалися файли даних та повідомлення електронної пошти, то сьогодні він забезпечує в основному віддалений доступ до розподілених інформресурсів та електронним архівам, до комерційних та некомерційних інформслужб багатьох країн. Його архіви вільного доступу містять відомості практично по всіх галузях знання та діяльності людини – від нових напрямів у науці до прогнозів погоди.

Основні мережеві технології LAN-мереж

Серед них виділяють базові технології, на яких може будуватися базис будь-якої конкретної мережі. Як приклад можна навести такі відомі LAN технології як Ethernet (1980), Token Ring (1985) і FDDI (кінець 80-х рр.).

Наприкінці 90-х років. у лідери технології LAN-мереж вийшла технологія Ethernet, що об'єднала класичний його варіант з до 10 Мбіт/с, а також Fast Ethernet (до 100 Мбіт/c) та Gigabit Ethernet (до 1000 Мбіт/c). Всі Ethernet-технології мають близькі принципи роботи, що спрощують їхнє обслуговування та об'єднання побудованих на їх основі LAN-мереж.

У той же період у ядра практично всіх комп'ютерних ОС їх розробниками стали вбудовуватися мережеві функції, що реалізують перераховані вище мережеві інформаційні технології. З'явилися навіть спеціалізовані комунікаційні ОС на кшталт IOS компанії Cisco Systems.

Як розвивалися ГКС-технології

Технології кортикостероїдів на аналогових телефонних каналах через великий рівень спотворень у них відрізнялися складними алгоритмами контролю та відновлення даних. Прикладом є технологія X.25 розробки ще початку 70-х гг. ХХ ст. Більш сучасні мережеві технології – це frame relay, ISDN, ATM.

ISDN - абревіатура, що означає цифрову мережу з інтеграцією послуг, дозволяє проведення віддалених відеоконференцій. Віддалений доступзабезпечується установкою в ПК адаптерів ISDN, що працюють у багато разів швидше за будь-які модеми. Є спеціальне ПЗ, що дозволяє популярним ОС і браузерам працювати з ISDN. Але дорожнеча обладнання та необхідність прокладати спеціальні лінії зв'язку гальмує розвиток цієї технології.

Технології глобальних мереж прогресували разом із телефонними мережами. Після появи цифрової телефонії було розроблено технологію Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), що підтримує швидкості до 140 Мбіт/с і використовується для створення підприємствами їх власних мереж.

Нова технологія Synchronous Digital Hierarchy (SDH) наприкінці 80-х років. ХХ ст. розширила пропускну спроможністьцифрових телефонних каналівдо 10 Гбіт/c, а технологія Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) – до сотень Гбіт/c і навіть до кількох Тбіт/c.

Технології Інтернету

Мережеві засновані на використанні мови гіпертексту (або HTML-мови) - спецмови розмітки, що представляє собою впорядкований набір атрибутів (тегів), які впроваджуються попередньо розробниками інтернет-сайтів у кожну їх сторінку. Звичайно, мова в даному випадку не йдеться про текстові або графічні документи (фотографіях, картинках), які вже «скачані» користувачем з Інтернету, знаходяться в пам'яті його ПК і проглядаються через текстові або йдеться про так звані веб-сторінки, що переглядаються через програми -Браузери.

Розробники інтернет-сайтів створюють їх на HTML-мові (зараз створено безліч засобів та технологій цієї роботи, узагальнено званої «версткою сайтів») у вигляді сукупності веб-сторінок, а власники сайтів поміщають в інтернет-сервери на умовах оренди у власників серверів їхньої пам'яті (Так званого «хостингу»). Вони цілодобово працюють в Інтернеті, обслуговуючи запити користувачів на перегляд завантажених у них веб-сторінок.

Браузери ПК, отримавши через сервер свого інтернет-провайдера доступ до конкретного сервера, адреса якого міститься в імені запитуваного інтернет-сайту, отримують доступ до цього сайту. Далі, аналізуючи HTML-теги кожної сторінки, що переглядається, браузери формують її зображення на екрані монітора в тому вигляді, як це було задумано розробником сайту - з усіма заголовками, кольорами шрифту і фону, різними вставками у вигляді фото, діаграм, картинок і т.п. .

Що це таке – мережна технологія? Навіщо вона потрібна? Навіщо використовується? Відповіді на ці, а також на низку інших питань і будуть надані в рамках цієї статті.

Декілька важливих параметрів

Швидкість передачі даних. Від цієї характеристики залежить, яка кількість інформації (вимірюється в більшості випадків у бітах) може бути передано через мережу за певний проміжок часу.
Формат кадрів. Інформація, що передається через мережу, поєднується в пакети інформації. Вони й називаються кадрами.
Тип кодування сигналів. В даному випадку вирішується, як зашифрувати інформацію в електричних імпульсах.
Середовище передачі. Таке позначення використовується для матеріалу, як правило, це кабель, по якому здійснюється прохід потоку інформації, що в подальшому і виводиться на екрани моніторів.
Топологія мережі. Це схематичне побудова конструкції, якою здійснюється передача інформації. Використовуються, як правило, шина, зірка та кільце.
Метод доступу

Набір всіх цих параметрів і визначає мережну технологію, чим вона є, які пристосування використовує та має характеристики. Як можете здогадатися, їх існує безліч.

Загальна інформація

Але що ж собою є мережева технологія? Адже визначення цього поняття не було дано! Отже, мережна технологія - це узгоджений набір стандартних протоколів та програмно-апаратних засобів, які їх реалізовують у обсязі, достатньому для побудови локальної обчислювальної мережі. Це визначає, як буде отримано доступ до середовища передачі даних. Як альтернатива можна ще зустріти назву «базові технології». Розглянути їх все в рамках статті неможливо через велику кількість, тому увага буде приділена найпопулярнішим: Ethernet, Token-Ring, ArcNet і FDDI. Що ж вони являють собою?

Ethernet

На даний момент це найпопулярніша у всьому світі мережева технологія. Якщо підведе кабель, то ймовірність того, що використовується саме вона, близька до ста відсотків. Ethernet можна сміливо зараховувати до найкращих мережевих інформаційних технологій, що обумовлено низькою вартістю, великою швидкістю та якістю зв'язку. Найбільш відомим є тип IEEE802.3/Ethernet. Але на його основі було розроблено два дуже цікаві варіанти. Перший (IEEE802.3u/Fast Ethernet) дозволяє забезпечити швидкість передачі 100 Мбіт/секунду. Цей варіант має три модифікації. Вони відрізняються між собою за використаним матеріалом для кабелю, довжиною активного сегмента і конкретними рамками діапазону передачі. Але коливання відбуваються у стилі "плюс-мінус 100 Мбіт/секунду". Інший варіант – це IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. У нього передавальна здатність дорівнює 1000 Мбіт/с. Ця варіація має чотири модифікації.

Token-Ring

Мережеві інформаційні технології даного типувикористовуються для створення середовища передачі даних, що в кінцевому підсумку утворюється як об'єднання всіх вузлів в одне кільце. Будується ця технологія на зірково-кільцевій топології. Перша йде як основна, а друга – додаткова. Для отримання доступу до мережі застосовується маркерний метод. Максимальна довжинакільця може становити 4 тисячі метрів, а кількість вузлів – 260 штук. Швидкість передачі при цьому не перевищує 16 Мбіт/секунду.

ArcNet

Цей варіант використовує топологію «шина» та «пасивна зірка». При цьому він може будуватися на неекранованій кручений парі і оптоволоконному кабелі. ArcNet – це справжній старожил у світі мережевих технологій. Довжина мережі може досягати 6000 метрів, а максимальна кількість абонентів – 255. При цьому слід зазначити основний недолік цього підходу – його низьку швидкість передачі даних, яка становить лише 2,5 Мбіт/секунду. Але ця мережна технологія все ще широко використовується. Це відбувається завдяки ній високої надійності, низької вартості адаптерів та гнучкості. Мережі та мережеві технології, побудовані за іншими принципами, можливо, і мають більш високі показники швидкості, але саме через те, що ArcNet забезпечує високу дохідність даних, це дозволяє нам не скидати її з рахунків. Важливою перевагою цього варіанта є те, що використовується метод доступу за допомогою передачі повноважень.

FDDI

Мережеві комп'ютерні технологіїцього виду є стандартизованими специфікаціями архітектури високошвидкісної передачі даних, що використовує оптоволоконні лінії. На FDDI значною мірою вплинули ArcNet і Token-Ring. Тому цю мережеву технологію можна як удосконалений механізм передачі на основі наявних напрацювань. Кільце цієї мережі може досягати завдовжки сто кілометрів. Незважаючи на значну відстань, максимальна кількість абонентів, які можуть підключитись до неї, становить лише 500 вузлів. Слід зазначити, що FDDI вважається високонадійною завдяки наявності основного та резервного шляхів передачі даних. Додає їй популярність та можливість швидко передавати дані – приблизно 100 Мбіт/секунду.

Технічний аспект

Розглянувши, що являють собою основи мережевих технологій, що використовуються, зараз давайте приділимо увагу тому, як все влаштовано. Спочатку слід зазначити, що розглянуті варіанти - це виключно локальні засоби з'єднання електронно-обчислювальних машин. Але є й глобальні мережі. Загалом їх у світі близько двох сотень. Як працюють сучасні мережеві технології? Для цього давайте розглянемо чинний принцип побудови. Отже, є ЕОМ, які об'єднані однією мережу. Умовно вони поділяються на абонентські (основні) та допоміжні. Перші займаються всіма інформаційно-обчислювальними роботами. Від них залежить те, якими будуть ресурси мережі. Допоміжні займаються перетворенням інформації та її передачею каналами зв'язку. Через те, що їм доводиться обробляти значну кількість даних, сервери можуть похвалитися підвищеною потужністю. Але кінцевим одержувачем будь-якої інформації все ж таки є звичайні хост-ЕОМ, які найчастіше представлені персональними комп'ютерами. Мережеві інформаційні технології можуть використовувати такі типи серверів:

Мережевий. Займається передачею інформації.
Термінальний. Забезпечує функціонування розрахованої на багато користувачів системи.
База даних. Займається обробкою запитів до БД у розрахованих на багато користувачів системах.

Мережі комутації каналів

Вони створюються завдяки фізичному з'єднанню клієнтів на той час, коли надсилаються повідомлення. Як це виглядає практично? У таких випадках для надсилання та отримання інформації від точки А до точки Б створюється пряме з'єднання. Воно включає канали одного з безлічі (як правило) варіантів доставки повідомлення. І створене з'єднання успішної передачі має бути незмінним протягом усього сеансу. Але в такому разі виявляються досить сильні вади. Так, доводиться відносно довго чекати з'єднання. Це супроводжується високою вартістю передачі даних та низьким коефіцієнтом використання каналу. Тому використання мережевих технологій цього типу не поширене.

Мережі комутації повідомлень

І тут вся інформація передається невеликими порціями. Пряме з'єднанняу разі не встановлюється. Передача даних здійснюється по першому ж вільному доступних каналів. І так доти, доки повідомлення не буде надіслано своєму адресату. Сервера при цьому постійно займаються прийомом інформації, її збиранням, перевіркою та встановленням маршруту. І надалі повідомлення передається далі. З переваг необхідно відзначити низьку цінупередачі. Але в такому випадку все ще існують такі проблеми, як низька швидкістьі неможливість здійснення діалогу між ЕОМ як реального часу.

Мережі комутації пакетів

Це найдосконаліший і найпопулярніший на сьогоднішній день спосіб. Розвиток мережевих технологій призвело до того, що обмін інформацією здійснюється за допомогою коротких пакетів інформації фіксованої структури. Що ж вони являють собою? Пакети – це частини повідомлень, що задовольняють певний стандарт. Невелика їх довжина дозволяє запобігти блокуванню мережі. Завдяки цьому зменшується черга у вузлах комутації. Здійснюється швидке з'єднання, підтримується невисокий рівень помилок, а також досягнуто значних висот у плані збільшення надійності та ефективності мережі. Слід зазначити і те, що є різні зміни цього підходу до побудови. Так, якщо мережа забезпечує комутацію повідомлень, пакетів та каналів, то вона називається інтегральною, тобто можна провести її декомпозицію. Частина ресурсів у своїй може використовуватися монопольно. Так, деякі канали можуть застосовуватися для того, щоб надсилати прямі повідомлення. Вони створюються на час передачі між різними мережами. Коли сеанс відправлення інформації закінчується, вони розпадаються на незалежні магістральні канали. При використанні пакетної технології важливим є налаштування та узгодження великої кількості клієнтів, ліній зв'язку, серверів та цілого ряду інших пристроїв. У цьому допомагає встановлення правил, відомих як протоколи. Вони є частиною використовуваної мережної операційної системи та реалізуються на апаратному та програмному рівнях.