Структура компьютерной сети

По размеру охватываемой территории различают следующие сети:

• малые локальные или домашние (радиус от нескольких метров до десятков метров);

• локальные (радиус от сотен метров до нескольких десятков километров);

• распределенные (радиус от сотен до нескольких тысяч километров);

• глобальные (охватывающие несколько или все континенты земного шара).

Распределенная или локальная сеть, имеющая одного хозяина или единого владельца, называется корпоративной.

Структура локальных сетей может быть различна:

1. Линейная шина – все компьютеры подключены к одной линии связи (рис. 10.1), при наличии повреждений в которой сеть перестает работать. В настоящее время линейная шина применяется редко, в основном при малом количестве компьютеров. Недостаток – низкая защищенность. На вход сетевого адаптера или сетевой карты каждого компьютера независимо от того, включен он или нет, участвует в сетевом обмене или нет, поступает вся информация, передаваемая по сети.

Рис. 10.1. Линейная шина

2. Кольцо соединяет все компьютеры друг с другом последовательно (рис. 10.2). При наличии повреждений сеть либо перестает работать целиком, либо "разваливается" на отдельные работающие сектора. В настоящее время кольцевая структура сети применяется редко, поскольку, как и линейная шина, не обеспечивает должной безопасности. Любой из включенных компьютеров может "прослушивать" всю информацию, передаваемую по сети.

3. Полносвязная сеть (рис. 10.3) строится по принципу соединения компьютеров "каждый с каждым" потенциальным клиентом. При простоте структуры, а следовательно и кажущейся легкости в управлении, полносвязная сеть требует большого количества линий связи и значительного числа сетевых портов в каждом компьютере. Сеть оказыва-

Рис. 10.2. Кольцо

Рис. 10.3. Полносвязная сеть

ется громоздкой и дорогостоящей, вследствие чего применяется не часто. Полносвязные сети используются на очень загруженных информационных "перекрестках" глобальных сетей, где один сервер работает "на грани срыва". Соединение нескольких близко расположенных серверов в полносвязную сеть значительно повышает пропускную способность на этом информационном перекрестке.

4. Распределенная звезда (рис. 10.4). В центре расположено пассивное (неуправляемое программно) устройство коммутации – концентратор, исключающий попадание передаваемой информации "в чужие руки", т.е. на компьютер, не участвующий в данный момент в информационном обмене.

5. Звезда – наиболее распространенная в настоящее время структура локальных сетей. В центре структуры расположено активное (управляемое программно) устройство коммутации – сервер (рис. 10.5).

Рис. 10.4. Распределенная звезда

Рис. 10.3. Звезда

Основные элементы локальной сети

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 карг, 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.

Рабочая станция, или хост (host), – компьютер, подключенный к сети и имеющий в сети собственный адрес. 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.

Кроме основных действующих лиц (клиентов, серверов), в сети имеется много других служебных устройств, с которыми пользователь непосредственно не работает, но от которых серьезно зависит и скорость работы в сети, и ее безопасность. Поэтому пользователь должен знать, какие устройства можно установить самостоятельно для усиления защищенности своего компьютера или сегмента сети, если они отсутствуют на участке: компьютер пользователя – сервер провайдера.

Повторитель (repeater) – устройство в сети, позволяющее восстановить амплитуду и мощность предаваемого сигнала, которые уменьшаются вследствие наличия потерь в линиях связи.

Концентратор (concentrator), или хаб (hub), – многовходовый (или многопортовый) повторитель, позволяющий обслуживать сразу несколько компьютеров в сети.

Мост (bridge) – программное или аппаратное средство для преобразования информации при обмене ею между однотипными сетями или их частями (логическими сегментами).

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).

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.

Шлюз (gateway) – устройство для соединения разнотипных сетей, работающих с отличающимся сетевым программным обеспечением и по разным протоколам.