7.1. Аппаратные средства лвс

Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы:

- рабочие станции;

- серверы сети;

- коммуникационные узлы.

Рабочая станция, или хост (host), – компьютер, подключенный к сети и имеющий в сети собственный адрес. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локальные файлы и использует свою операционную систему. Это может быть как сервер, так и клиентский компьютер.

Клиент – компьютер в локальной сети, на котором пользователь запускает прикладные программы и с которого обращается к серверу за обеспечением связи с другими компьютерами и доступом к сетевым ресурсам (файлам, программам и устройствам). В отличие от сервера клиент хотя и подключен физически к сети, в отдельные моменты времени может быть логически (программно) отключен от нее. Еще одно отличие – у клиента в разные моменты времени может быть как постоянный, так и разный (меняющийся в каждом сеансе работы в сети) адрес.

Сервер – компьютер, «руководящий обслуживанием» в сети с помощью своих устройств, программ и данных, предоставляющий другим компьютерам (рабочим станциям сети, клиентам) услуги по связи, получению, пересылке и обработке информации, а также совместно используемые ресурсы.

Строго говоря, сервером называется программа, устанавливаемая на компьютер для обслуживания совместной работы в сети других компьютеров. Но поскольку через подобный компьютер «протекает» большое количество информации, его аппаратную часть стараются сделать более мощной. Увеличивают объемы оперативной и дисковой памяти, применяют более быстродействующие процессоры, устанавливают либо несколько обычных сетевых карт, либо сетевые устройства: коммутаторы (свитчи), маршрутизаторы (роутеры). По этой причине сервером называют и компьютер, «руководящий обслуживанием» в сети. Обычно сервер работает круглосуточно для обеспечения бесперебойного доступа к размещенной на нем информации.

Существуют сетевые, файловые, терминальные и серверы баз данных:

Сетевой сервер поддерживает выполнение следующих функций сетевой операционной системы: управление вычислительной сетью, планирование задач, распределение ресурсов, доступ к сетевой файловой системе, защиту информации.

Файловый сервер (file server – файл-сервер) – компьютер, хранящий данные пользователей сети и обеспечивающий доступ пользователей к этим данным. Так, файл-сервер обеспечивает доступ к центральной базе данных удалённым пользователем. Как правило, этот компьютер имеет большой объем дискового пространства.

Терминальный сервер поддерживает выполнение функций многопользовательской системы.

Сервер баз данных (data base server) – многопользовательская система, обеспечивающая обработку запросов к базам данных. Он является средством решения сетевых задач, в которых локальные сети используются для совместной обработки данных.

Также по выполняемым функциям можно выделить следующие группы серверов:

- коммуникационный сервер (communications server) – устройство или компьютер, который предоставляет пользователям локальной сети прозрачный доступ к своим последовательным портам ввода/вывода.

- сервер прикладных программ (application server) – компьютер, используемый для выполнения прикладных программ пользователей.

- сервер доступа (access server) – позволяет организовать защищенное беспроводное подключение рабочих станций к корпоративным сетям и сетям операторов при полном контроле за параметрами соединения.

- факс-сервер (fax server) – устройство или компьютер, который выполняет рассылку и прием факсимильных сообщений для пользователей локальной сети.

- сервер резервного копирования данных (back up server) – устройство или компьютер, который решает задачи создания, хранения и восстановления копий данных, расположенных на файловых серверах и рабочих станциях. В качестве такого сервера может использоваться один из файловых серверов сети.

Следует отметить, что все перечисленные типы серверов могут функционировать на одном выделенном для этих целей компьютере.

При построении больших сетей однородная структура связей превращается из преимущества в недостаток. В таких сетях использование типовых структур порождает различные ограничения, важнейшими из которых являются:

• ограничения на длину связи между узлами;

• ограничения на количество узлов в сети;

• ограничения на интенсивность трафика, порождаемого узлами.

Для снятия этих ограничений используются специальные методы структуризации сети и специальное структурообразующее оборудование – коммуникационные узлы:

- повторители (концентраторы);

- мосты;

- коммутаторы;

- маршрутизаторы;

- шлюзы.

Часть сети, в которую не входит устройство расширения, принято называть сегментом сети.

Повторитель (repeater) – устройство, усиливающее или регенерирующее пришедший на него сигнал.

Повторитель, который имеет несколько портов и соединяет несколько физических сегментов, часто называют концентратором или хабом (hub).

Существуют активные и пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 и более рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на 3 рабочие станции и максимально возможное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров).

Концентратор, приняв пакет из одного сегмента, передает его во все остальные. При этом концентратор не выполняет развязку присоединенных к нему сегментов. В каждый момент времени во всех связанных концентратором сегментах поддерживается обмен данными только между двумя станциями.

Мост (bridge) – программное или аппаратное средство для преобразования информации при обмене ею между однотипными сетями или их частями (логическими сегментами). При этом он передает информацию из одного сегмента в другой только в том случае, если такая передача действительно необходима. Таким образом, мост изолирует трафик одной подсети от трафика другой, повышая общую производительность передачи данных в сети. Именно мост обычно используется для связи сетей между собой, а также для подключения удаленных РС к ЛВС.

Коммутатор, или свитч (switch, switching hub), – коммуникационное устройство, в котором возможна параллельная независимая обработка информации, поступающей на разные порты (входы). Это отличает его от моста, где информация, поступающая с разных портов, обрабатывается друг за другом (последовательно).

Однако применение мостов и коммутаторов приводит к значительным ограничениям на конфигурацию связей сети – сегменты должны быть соединены таким образом, чтобы в сети не образовывались замкнутые контуры. Для снятия этого и других ограничений используются маршрутизаторы и шлюзы.

Маршрутизатор (router) – комплекс программных и аппаратных средств, обеспечивающих в сети передачу по назначению (по заданному маршруту) пакетов данных и разделяющий информационные потоки отдельных частей сети друг от друга. Маршрутизатор анализирует адрес назначения и направляет данные по оптимально выбранному маршруту. При этом маршрутизаторы могут работать в сети с замкнутыми контурами. Также очень важной функцией маршрутизатора является возможность связывать в единую сеть подсети, использующие разные сетевые технологии.

Шлюз (gateway) – устройство для соединения разнотипных сетей, работающих с отличающимся сетевым программным обеспечением и по разным протоколам. Впрочем, шлюз, также как и другое коммуникационное оборудование, тоже обеспечивает локализацию трафика.