Danas mreže i mrežne tehnologije povezuju ljude u svakom kutku svijeta i omogućuju im pristup najvećem luksuzu na svijetu – ljudskoj komunikaciji. Ljudi mogu komunicirati i igrati se s prijateljima u drugim dijelovima svijeta bez smetnji.

Događaji koji se odvijaju postaju poznati u svim zemljama svijeta u nekoliko sekundi. Svatko se može spojiti na Internet i objaviti svoj podatak.

Mrežne informacijske tehnologije: korijeni njihova nastanka

Ljudska civilizacija je u drugoj polovici prošlog stoljeća formirala svoje dvije najvažnije znanstveno-tehničke grane - računalnu i Oko četvrt stoljeća obje su se ove grane razvijale neovisno, au njihovom su okviru nastale računalne, odnosno telekomunikacijske mreže. Međutim, u posljednjoj četvrtini dvadesetog stoljeća, kao rezultat evolucije i međusobnog prožimanja ovih dviju grana ljudskog znanja, nastalo je ono što nazivamo terminom "mrežna tehnologija", što je pododjeljak više opći koncept"informacijska tehnologija".

Njihovom pojavom dogodila se nova tehnološka revolucija u svijetu. Kao što je prije nekoliko desetljeća kopno bilo prekriveno mrežom brzih cesta, tako su se krajem prošlog stoljeća sve države, gradovi i sela, poduzeća i organizacije, kao i pojedinačni domovi našli povezani “informacijskim autocestama”. Istodobno, svi su oni postali elementi različitih mreža za prijenos podataka između računala, u koje su implementirane određene tehnologije prijenosa informacija.

Mrežna tehnologija: pojam i sadržaj

Mrežna tehnologija je dovoljan skup pravila za prezentaciju i prijenos informacija, implementiran u obliku takozvanih „standardnih protokola“, kao i hardver i softver, uključujući mrežni adapteri s drajverima, kabelima i optičkim vodovima, raznim konektorima (konektorima).

“Dostatnost” ovog skupa alata znači njegovu minimizaciju uz zadržavanje mogućnosti izgradnje učinkovite mreže. Trebao bi imati potencijal za poboljšanje, primjerice, stvaranjem podmreža u njemu koje zahtijevaju korištenje protokola različitih razina, kao i posebnih komunikatora, obično zvanih "usmjerivači". Nakon poboljšanja, mreža postaje pouzdanija i brža, ali po cijenu dodavanja dodataka glavnoj mrežnoj tehnologiji koja čini njezinu osnovu.

Pojam "mrežna tehnologija" najčešće se koristi u gore opisanom užem smislu, ali se često široko tumači kao bilo koji skup alata i pravila za izgradnju mreže određenog tipa, na primjer, "tehnologija lokalne računalne mreže".

Prototip mrežne tehnologije

Prvi prototip računalna mreža, ali još ne i sama mreža, postala je 60-80-ih. prošlog stoljeća višeterminalni sustavi. Predstavljajući skup monitora i tipkovnice, smještenih na velikoj udaljenosti od mainframe računala i povezanih s njima putem telefonskih modema ili namjenskih kanala, terminali su napustili prostor računalnog informacijskog centra i raspršili se po zgradi.

Istovremeno, osim operatera samog računala na računalno-informacijskom centru, svi korisnici terminala mogli su unositi svoje zadatke s tipkovnice i pratiti njihovo izvršavanje na monitoru, obavljajući neke operacije upravljanja zadacima. Takvi sustavi, koji implementiraju i algoritme dijeljenja vremena i skupne obrade, nazivaju se sustavima za daljinski unos poslova.

Globalne mreže

Nakon višeterminalnih sustava u kasnim 60-ima. XX. stoljeća Nastala je prva vrsta mreža - globalne računalne mreže (GCN). Povezali su superračunala, koja su postojala u pojedinačnim primjercima i pohranjivala jedinstvene podatke i softver, s glavnim računalima smještenim na udaljenostima i do nekoliko tisuća kilometara, putem telefonskih mreža i modema. Ova mrežna tehnologija prethodno je testirana u sustavima s više terminala.

Prvi GCS 1969. bio je ARPANET, koji je radio u Ministarstvu obrane SAD-a i objedinjavao različite tipove računala s različitim operativnim sustavima. Opremljeni su dodatnim modulima za implementaciju komunikacijskih sustava zajedničkih svim računalima u mreži. Na njemu su razvijeni temelji mrežnih tehnologija koje se i danas koriste.

Prvi primjer konvergencije računalnih i telekomunikacijskih mreža

GKS je naslijedio komunikacijske linije od starijih i više globalne mreže— telefonske linije, jer je postavljanje novih međugradskih linija bilo vrlo skupo. Stoga su dugi niz godina koristili analogne telefonske kanale za prijenos na ovaj trenutak vrijeme samo za jedan razgovor. Preko njih su se prenosili digitalni podaci vrlo malom brzinom (desetci kbit/s), a mogućnosti su bile ograničene na prijenos podatkovnih datoteka i elektroničke pošte.

Međutim, nakon što je naslijedio telefonske linije komunikacije, GKS nije preuzeo njihovu osnovnu tehnologiju, temeljenu na principu komutacije krugova, kada je svakom paru pretplatnika dodijeljen kanal s konstantnom brzinom za cijelo vrijeme trajanja komunikacijske sesije. GCS je koristio nove računalne mrežne tehnologije temeljene na principu komutacije paketa, u kojoj se podaci u obliku malih dijelova paketa konstantnom brzinom šalju u nekomutiranu mrežu i primaju ih njihovi primatelji na mreži pomoću adresnih kodova izgrađenih u zaglavlja paketa.

Prethodnici lokalnih mreža

Pojava u kasnim 70-ima. XX. stoljeća LSI je doveo do stvaranja miniračunala s niskom cijenom i bogatim funkcionalnost. Počeli su se stvarno natjecati s velikim računalima.

Miniračunala obitelji PDP-11 stekla su veliku popularnost. Počeli su se ugrađivati ​​u sve, čak i vrlo male proizvodne jedinice za upravljanje tehničkim procesima i pojedinačnim tehnološkim instalacijama, kao iu odjelima upravljanja poduzećima za obavljanje uredskih poslova.

Pojavio se koncept distribuiranja u cijelom poduzeću računalni resursi, iako su sva miniračunala i dalje radila autonomno.

Pojava LAN mreža

Do sredine 80-ih. XX. stoljeća uvedene su tehnologije spajanja miniračunala u mreže, temeljene na komutiranju podatkovnih paketa, kao u GKS-u.

Pretvorili su izgradnju jedinstvene poslovne mreže, nazvane lokalna (LAN) mreža, u gotovo trivijalan zadatak. Da biste ga izradili, trebate samo kupiti mrežne adaptere za odabranu LAN tehnologiju, na primjer, Ethernet, standardni kabelski sustav, instalirati konektore (konektore) na njegove kabele i povezati adaptere s miniračunalom i međusobno pomoću tih kabela. Zatim je na računalni poslužitelj instaliran jedan od operativnih sustava namijenjenih organizaciji LAN mreže. Nakon toga je počeo raditi, a naknadno spajanje svakog novog miniračunala nije stvaralo nikakve probleme.

Neizbježnost interneta

Ako je pojava mini-računala omogućila ravnomjernu distribuciju računalnih resursa po teritorijima poduzeća, onda je pojava ranih 90-ih. PC je doveo do njihove postupne pojave, najprije na svakom radnom mjestu bilo kojeg mentalnog radnika, a potom iu pojedinačnim ljudskim stanovima.

Relativna jeftinoća i visoka pouzdanost osobnih računala najprije je dala snažan poticaj razvoju LAN mreža, a potom je dovela do pojave globalne računalne mreže - Interneta, koja danas pokriva sve zemlje svijeta.

Veličina Interneta raste za 7-10% svaki mjesec. Predstavlja jezgru koja međusobno povezuje različite lokalne i globalne mreže poduzeća i institucija diljem svijeta.

Ako su se u početku podatkovne datoteke i poruke e-pošte uglavnom prenosile putem Interneta, danas on uglavnom pruža daljinski pristup distribuiranim informacijskim izvorima i elektroničkim arhivama, komercijalnim i nekomercijalnim informacijskim uslugama u mnogim zemljama. Njegovi besplatno dostupni arhivi sadrže informacije o gotovo svim područjima znanja i ljudskog djelovanja - od novih trendova u znanosti do vremenske prognoze.

Osnovne mrežne tehnologije LAN mreža

Među njima su osnovne tehnologije na kojima se može izgraditi osnova bilo koje specifične mreže. Primjeri uključuju dobro poznate LAN tehnologije kao što su Ethernet (1980), Token Ring (1985) i FDDI (kasne 80-e).

Krajem 90-ih. Ethernet tehnologija postala je vodeća u tehnologiji LAN mreže, kombinirajući svoju klasičnu verziju do 10 Mbit/s, kao i Fast Ethernet (do 100 Mbit/s) i Gigabit Ethernet (do 1000 Mbit/s). Sve Ethernet tehnologije imaju slične principe rada koji pojednostavljuju njihovo održavanje i integraciju LAN mreža izgrađenih na njihovoj osnovi.

Tijekom istog razdoblja, mrežne funkcije koje implementiraju gore navedene mrežne funkcije počele su se ugrađivati ​​u jezgre gotovo svih računalnih operativnih sustava. informacijska tehnologija. Pojavili su se čak i specijalizirani komunikacijski operativni sustavi poput IOS-a tvrtke Cisco Systems.

Kako su se razvijale GCS tehnologije

GKS tehnologije na analognim telefonskim kanalima, zbog visoke razine izobličenja u njima, odlikovale su se složenim algoritmima za praćenje i oporavak podataka. Primjer za njih je tehnologija X.25 razvijena ranih 70-ih. XX. stoljeća Suvremenije mrežne tehnologije su frame relay, ISDN, ATM.

ISDN je akronim koji znači " digitalna mreža s integracijom usluga”, omogućuje videokonferencije na daljinu. Udaljeni pristup osigurava se ugradnjom ISDN adaptera u računala, koji rade višestruko brže od bilo kojeg modema. Postoji i poseban softver koji popularnim operativnim sustavima i preglednicima omogućuje rad s ISDN-om. Ali visoka cijena opreme i potreba za postavljanjem posebnih komunikacijskih linija koče razvoj ove tehnologije.

WAN tehnologije su napredovale zajedno s telefonskim mrežama. Nakon pojave digitalne telefonije razvijena je posebna tehnologija, Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), koja podržava brzine do 140 Mbit/s i koju poduzeća koriste za stvaranje vlastitih mreža.

Nova tehnologija sinkrone digitalne hijerarhije (SDH) u kasnim 80-ima. XX. stoljeća proširio je kapacitet digitalnih telefonskih kanala do 10 Gbit/s, a tehnologiju DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) - do stotina Gbit/s, pa čak i do nekoliko Tbit/s.

internetske tehnologije

Mrežni se temelje na korištenju hipertekstualnog jezika (ili HTML jezika) - posebnog jezika za označavanje koji je uređen skup atributa (oznaka) koje programeri web stranica unaprijed implementiraju na svaku svoju stranicu. Naravno, u ovom slučaju ne govorimo o tekstualnim ili grafičkim dokumentima (fotografije, slike), koje je korisnik već "skinuo" s interneta, nalaze se u memoriji njegovog računala i gledaju se kroz tekst ili slike. Riječ je o tzv. web stranicama koje se pregledavaju kroz programe - preglednike.

Programeri internetskih stranica stvaraju ih u HTML jeziku (sada su stvoreni mnogi alati i tehnologije za ovaj posao, zajednički nazvani “izgled web stranice”) u obliku skupa web stranica, a vlasnici stranica ih postavljaju na internetske poslužitelje u najmu od vlasnika njihovih memorijskih poslužitelja (tzv. “hosting”). Oni rade na Internetu 24 sata dnevno, servisirajući zahtjeve svojih korisnika za pregled web stranica koje su im učitane.

Preglednici na korisničkim osobnim računalima, nakon što su putem poslužitelja svog internetskog davatelja pristupili određenom poslužitelju, čija je adresa sadržana u nazivu tražene internetske stranice, dobivaju pristup ovoj stranici. Nadalje, analizom HTML oznaka svake stranice koja se pregledava, preglednici oblikuju njenu sliku na ekranu monitora onako kako je zamislio programer stranice - sa svim naslovima, fontom i bojama pozadine, raznim umetcima u obliku fotografija, dijagrami, slike itd.

Računalna mreža je udruženje više računala za zajedničko rješavanje informacijskih i računalnih problema.

Ključni koncept mrežnih tehnologija je mrežni resurs, koji se može shvatiti kao hardver i softverske komponente, sudjelovanje u procesu dijeljenja - u procesu mrežne interakcije. Pristup mrežnim resursima omogućuju mrežne usluge (mrežne usluge)

Osnovni koncepti mrežnih tehnologija uključuju koncepte kao što su poslužitelj, klijent, komunikacijski kanal, protokol i mnoge druge. Međutim, pojam mrežnog resursa i mrežne usluge (usluge) temeljni su, budući da je potreba organizacije rada temeljena na dijeljenju računalnih resursa, a samim tim i stvaranje mrežnih resursa i odgovarajućih mrežne usluge, temeljni je uzrok stvaranja samih računalnih mreža.

Istaknuti pet vrsta mrežnih usluga: datoteka, ispis, poruke, aplikacijske baze podataka.

Usluga datoteka — implementira centraliziranu pohranu i dijeljenje datoteka. Ovo je jedna od najvažnijih mrežnih usluga, zahtijeva prisutnost nekih mrežna pohrana datoteke (poslužitelj datoteka lokalne mreže, ftp poslužitelj itd.), kao i korištenje različitih sigurnosnih mehanizama (kontrola pristupa, kontrola verzije datoteke, backup informacija).

Usluga ispisa — pruža mogućnosti za centralizirano korištenje pisača i drugih ispisnih uređaja. Ova usluga prihvaća poslove ispisa, upravlja redom čekanja poslova i organizira interakciju korisnika s mrežnim pisačima. Tehnologija mrežnog ispisa vrlo je prikladna u širokom spektru računalnih mreža, budući da omogućuje smanjenje broja potrebnih pisača, što u konačnici omogućuje smanjenje troškova ili korištenje bolje opreme.

Usluga slanja poruka — omogućuje organiziranje razmjene informacija između korisnika računalne mreže. Poruke u ovom slučaju treba smatrati kao tekstualne poruke (E-mail, poruke iz mrežnih instant messengera) i medijske poruke raznih sustava govorna i video komunikacija.

Usluga baze podataka — dizajniran je za organiziranje centralizirane pohrane, obrade pretraživanja i osiguravanja zaštite podataka različitih informacijskih sustava. Za razliku od jednostavno skladištenje i dijeljenje datoteka, usluga baze podataka pruža i upravljanje, što uključuje stvaranje, modificiranje, brisanje podataka, osiguravanje njihove cjelovitosti i zaštite.

Usluga aplikacije — pruža način rada u kojem se aplikacija pokreće na računalu korisnika ne iz lokalnog izvora, već iz računalne mreže. Takve aplikacije mogu koristiti resurse poslužitelja za pohranu podataka i računanje. Prednost korištenja mrežnih aplikacija je mogućnost njihovog korištenja s bilo kojeg mjesta spojenog na računalnu mrežu bez potrebe za instaliranjem aplikacije na lokalno računalo, mogućnost suradnje više korisnika, "transparentno" ažuriranje softver, mogućnost korištenja komercijalnog softvera na temelju pretplate.

Aplikacijske usluge su najnovija i najbrže rastuća vrsta mrežnih usluga. Dobar primjer uredske mrežne aplikacije mogu poslužiti ovdje Google online usluge Vozite i Microsoft Office 365.

Povijest nastanka računalnih mreža izravno je povezana s razvojem računalne tehnologije. Prva snažna računala (tzv. Mainframe) zauzimala su sobe i cijele zgrade. Procedura pripreme i obrade podataka bila je vrlo složena i dugotrajna. Korisnici su pripremali bušene kartice s podacima i programskim naredbama i slali ih u računalni centar. Operateri su te kartice unosili u računalo, a korisnici su obično isprintane rezultate dobivali tek sljedeći dan. Ova metoda mrežne interakcije pretpostavlja potpuno centraliziranu obradu i pohranu.

Glavno računalo- računalo opće namjene visokih performansi sa značajnom količinom RAM-a i vanjske memorije, dizajnirano za obavljanje intenzivnog računalnog rada. Tipično, mnogi korisnici rade s glavnim računalom, od kojih svaki ima samo terminal lišen vlastite računalne snage.

Terminal(od latinskog terminalis - povezano s krajem)

Računalni terminal- ulazno/izlazni uređaj, radno mjesto na višekorisničkim računalima, monitor s tipkovnicom. Primjeri terminalnih uređaja: konzola, terminalski poslužitelj, tanki klijent, emulator terminala, telnet.

Domaćin(od engleskog domaćina - domaćina koji prima goste) - bilo koji uređaj koji pruža usluge u formatu "klijent-poslužitelj" u poslužiteljskom načinu rada preko bilo kojeg sučelja i jedinstveno je definiran na tim sučeljima. U konkretnijem slučaju, host se može shvatiti kao bilo koje računalo, poslužitelj spojen na lokalnu ili globalnu mrežu.

Računalna mreža (računalna mreža, podatkovna mreža) - komunikacijski sustav za računala i/ili računalnu opremu (poslužitelje, usmjerivače i drugu opremu). Za prijenos informacija mogu se koristiti različiti fizikalni fenomeni, najčešće različite vrste električnih signala ili elektromagnetskog zračenja.

Interaktivni način rada bio bi praktičniji i učinkovitiji za korisnike u kojem mogu brzo upravljati obradom svojih podataka s terminala. No, interesi korisnika bili su uglavnom zanemareni u ranim fazama razvoja računalnih sustava, jer skupni način rada- ovo je najučinkovitiji način korištenja računalna snaga, jer vam omogućuje obavljanje više korisničkih zadataka po jedinici vremena od bilo kojeg drugog načina. Srećom, evolucijski procesi se ne mogu zaustaviti, a 60-ih godina prošlog stoljeća počeli su se razvijati prvi interaktivni višeterminalni sustavi. Svaki je korisnik na raspolaganje dobio terminal pomoću kojeg je mogao voditi dijalog s računalom. I, iako je računalna moć bila centralizirana, funkcije unosa i izlaza podataka postale su distribuirane. Ovaj model interakcije često se naziva "terminal-host" . Središnje računalo mora pokretati operativni sustav koji podržava ovu interakciju, koja se zove centralizirano računalstvo. Štoviše, terminali se mogu nalaziti ne samo na području računalnog centra, već i biti raspoređeni po velikom području poduzeća. Zapravo, ovo je bio prototip prvog lokalne mreže (LAN). Iako takav stroj u potpunosti pruža pohranu podataka i računalne mogućnosti, povezivanje udaljenih terminala s njim nije mrežna interakcija, budući da terminali, budući da su zapravo periferni uređaji, omogućuju samo transformaciju oblika informacija, ali ne i njihovu obradu.

Slika 1. Multiterminalni sustav

Lokalna mreža (LAN), (lokalna mreža, sleng lokalno područje; engleski Local AreaNetwork, LAN ) - računalna mreža koja obično pokriva relativno malo područje ili malu skupinu zgrada (dom, ured, tvrtka, institut)

Računalo (englesko računalo - "kalkulator"),Računalo (elektroničko računalo)- računalo za prijenos, pohranu i obradu informacija.

Pojam "računalo" i kratica "EVM" (elektronsko računalo), usvojena u SSSR-u, sinonimi su. Međutim, nakon pojave osobna računala, Izraz "računalo" praktički je istisnut iz svakodnevne upotrebe.

Osobno računalo, PC (englesko osobno računalo,PC ), osobno računalo računalo namijenjeno osobnoj uporabi čija cijena, veličina i mogućnosti zadovoljavaju potrebe većeg broja ljudi. Nastalo kao računalni stroj, računalo se, međutim, sve više koristi kao alat za pristup računalnim mrežama. .

Godine 1969. američko Ministarstvo obrane odlučilo je da u slučaju rata Americi treba pouzdan sustav prijenosa informacija. Agencija za napredne istraživačke projekte (ARPA) predložila je razvoj računalne mreže u tu svrhu. Razvoj takve mreže povjeren je Kalifornijskom sveučilištu u Los Angelesu, Istraživačkom centru Stanford, Sveučilištu Utah i Kalifornijskom sveučilištu u Santa Barbari. Prvi test tehnologije dogodio se 29. listopada 1969. godine. Mreža se sastojala od dva terminala, od kojih se prvi nalazio na Sveučilištu u Kaliforniji, a drugi, 600 km dalje, na Sveučilištu Stanford.

Računalna mreža nazvana je ARPANET; u okviru projekta mreža je ujedinila četiri navedene znanstvene institucije, a sav rad financiralo je Ministarstvo obrane SAD-a. Tada je mreža ARPANET počela aktivno rasti i razvijati se, počeli su je koristiti znanstvenici iz različitih područja znanosti.

Početkom 70-ih dogodio se tehnološki proboj u proizvodnji računalnih komponenti - pojavili su se veliki integrirani krugovi (LSI). Njihova relativno niska cijena i visoka funkcionalnost doveli su do stvaranja mini- Računalo (elektronička računala), koja su postala pravi konkurenti glavnim računalima. Mini-računalo ili mini- računala (ne brkati sa suvremenim mini-računalima), obavljao poslove upravljanja tehnološkom opremom, skladištima i druge poslove na razini odjela poduzeća. Tako se pojavio koncept distribucije računalnih resursa kroz cijelo poduzeće. Međutim, sva računala jedne organizacije nastavila su raditi autonomno.

Slika 2. Autonomno korištenje nekoliko mini-računala u jednom poduzeću

Upravo u tom razdoblju, kada su korisnici dobili pristup potpunim računalima, sazrelo je rješenje za kombiniranje pojedinačnih računala za razmjenu podataka s drugim obližnjim računalima. U svakom pojedinačnom slučaju ovaj problem je riješen na svoj način. Kao rezultat, pojavile su se prve lokalne računalne mreže.

Budući da je kreativni proces bio spontan, a nije postojalo jedinstveno rješenje za povezivanje dva ili više računala, nije bilo govora ni o kakvim mrežnim standardima.

U međuvremenu su se 1973. godine na mrežu ARPANET spojile prve strane organizacije iz Velike Britanije i Norveške, čime je mreža postala međunarodna. Paralelno s ARPANET-om počele su se pojavljivati ​​i razvijati druge mreže sveučilišta i poduzeća.

Godine 1980. predloženo je povezivanje ARPANET-a i CSneta (Computer Science Research Network) putem pristupnika koristeći TCP/IP protokole kako bi svi podskupovi CSnet mreža imali pristup pristupniku na ARPANET-u. Taj je događaj doveo do dogovora o metodi međumrežne komunikacije između zajednice neovisnih računalnih mreža, može se smatrati pojavom Internet u svom modernom shvaćanju.

Slika 3. Mogućnosti spajanja osobnog računala na prvi LAN

Sredinom 80-ih situacija u lokalnim mrežama počela se mijenjati. Uspostavljene su standardne tehnologije za povezivanje računala u mrežu - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, malo kasnije - FDDI. Snažan poticaj za njihov razvoj bio je osobnih računala. Ovi uređaji postali su idealno rješenje za stvaranje LAN-a. S jedne strane, imali su dovoljno snage za obradu pojedinačnih zadataka, au isto vrijeme očito su trebali kombinirati svoju računalnu snagu za rješavanje složenih problema.

Sve standardne tehnologije lokalne mreže oslanjao se na isti komutacijski princip koji je uspješno testiran i dokazao svoje prednosti u prijenosu podatkovnog prometa u globalnim računalnim mrežama - princip komutacije paketa .

Internet (izgovara se [internet]; engleski Internet, skraćeno od Interconnected Networks -međusobno povezane mreže; sleng. ne ne) - globalna telekomunikacijska mreža informacijskih i računalnih resursa. Služi kao fizička osnova za Svjetska mreža Široki WEB) . Često se naziva Svjetska mreža, globalna mreža, ili samo Neto.

Standardne mrežne tehnologije učinile su zadatak izgradnje lokalne mreže gotovo trivijalnim. Za stvaranje mreže bilo je dovoljno kupiti mrežne adaptere odgovarajućeg standarda, na primjer Ethernet , standardni kabel, spojite adaptere na kabel sa standardnim priključcima i instalirajte jednu od popularnih mreža operativni sustavi, na primjer Novell NetWare. Nakon toga je mreža počela raditi, a naknadno povezivanje svakog novog računala nije uzrokovalo nikakve probleme - naravno, ako je na njemu instaliran mrežni adapter iste tehnologije.

Slika 4. Povezivanje nekoliko računala pomoću sheme "zajedničke sabirnice".

Mrežna kartica , također poznat kaomrežna kartica, mrežni adapter, Ethernet adapter, NIC (engleski mrežni kontroler) - periferni uređaj koji omogućuje interakciju računala s drugim uređajima na mreži.

Operativni sustav, OS (engleski operativni sustav) - osnovni skup računalnih programa koji omogućuju korisničko sučelje, upravljanje računalnim hardverom, rad s datotekama, unos i izlaz podataka te izvršavanje aplikacijskih programa i uslužnih programa.

Mrežna tehnologija - ovo je dogovoreni skup standardnih protokola te softvera i hardvera koji ih implementiraju (na primjer, mrežni adapteri, upravljački programi, kabeli i konektori), dovoljan za izgradnju računalne mreže. Epitet "dovoljan" naglašava činjenicu da ovaj set predstavlja minimalni skup alata s kojima možete izgraditi radnu mrežu. Možda se ova mreža može poboljšati, primjerice, dodjeljivanjem podmreža u njoj, što će odmah zahtijevati, uz standardne Ethernet protokole, korištenje IP protokola, kao i posebne komunikacijske uređaje - routere. Poboljšana mreža vjerojatno će biti pouzdanija i brža, ali nauštrb dodataka alatima Ethernet tehnologije, koji je činio osnovu mreže.

Izraz "mrežna tehnologija" najčešće se koristi u gore opisanom užem smislu, ali ponekad se koristi i njegovo prošireno tumačenje kao bilo koji skup alata i pravila za izgradnju mreže, na primjer, "tehnologija usmjeravanja s kraja na kraj", “tehnologija sigurnih kanala”, “IP tehnologija.” mreže."

Protokoli na kojima je izgrađena mreža određene tehnologije (u užem smislu) posebno su razvijeni za zajednički rad, tako da programer mreže ne zahtijeva dodatne napore da organizira njihovu interakciju. Ponekad se mrežne tehnologije nazivaju osnovne tehnologije, imajući u vidu da je osnova svake mreže izgrađena na njihovoj osnovi. Primjeri osnovnih mrežnih tehnologija uključuju, uz Ethernet, tako dobro poznate lokalne mrežne tehnologije kao što su Token Ring i FDDI, ili X.25 i Frame Relay tehnologije za teritorijalne mreže. Za dobivanje funkcionalne mreže u ovom slučaju dovoljno je kupiti softver i hardver koji se odnosi na istu osnovnu tehnologiju - mrežne adaptere s upravljačkim programima, čvorišta, preklopnike, kabelski sustav itd. - i povezati ih u skladu sa zahtjevima standarda za ovu tehnologiju.

Izrada standardnih lokalnih mrežnih tehnologija

Sredinom 80-ih situacija u lokalnim mrežama počela se dramatično mijenjati. Uspostavljene su standardne tehnologije za povezivanje računala u mrežu - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Osobna računala poslužila su kao snažan poticaj njihovom razvoju. Ovi robni proizvodi bili su idealni elementi za izgradnju mreža - s jedne strane, bili su dovoljno moćni za pokretanje mrežnog softvera, ali s druge strane, očito su trebali udružiti svoju računalnu snagu za rješavanje složenih problema, kao i dijeljenje skupih periferni uređaji i diskovni nizovi. Stoga su osobna računala počela prevladavati u lokalnim mrežama, ne samo kao klijentska računala, već i kao centri za pohranu i obradu podataka, odnosno mrežni poslužitelji, istiskujući miniračunala i velika računala iz ovih poznatih uloga.

Standardne mrežne tehnologije pretvorile su proces izgradnje lokalne mreže iz umjetnosti u rutinski zadatak. Za izradu mreže bilo je dovoljno kupiti mrežne adaptere odgovarajućeg standarda, npr. Ethernet, standardni kabel, spojiti adaptere na kabel sa standardnim konektorima i na računalo instalirati neki od popularnih mrežnih operativnih sustava, npr. NetWare. Nakon toga, mreža je počela raditi i povezivanje svakog novog računala nije uzrokovalo nikakve probleme - naravno, ako je na njemu instaliran mrežni adapter iste tehnologije.

Lokalne mreže, u usporedbi s globalnim mrežama, unijele su dosta novina u način na koji korisnici organiziraju svoj rad. Pristup zajedničkim resursima postao je mnogo praktičniji - korisnik je mogao jednostavno vidjeti popise dostupnih resursa, umjesto da pamti njihove identifikatore ili imena. Nakon spajanja na udaljeni resurs, bilo je moguće raditi s njim pomoću naredbi koje su korisniku već poznate iz rada s lokalnim resursima. Posljedica, a ujedno i pokretač tog napretka bila je pojava ogromnog broja neprofesionalnih korisnika koji nisu morali učiti posebne (i dosta složene) naredbe za rad na mreži. A programeri lokalnih mreža dobili su priliku implementirati sve te pogodnosti kao rezultat pojave visokokvalitetnih kabelskih komunikacijskih linija, na kojima su čak i mrežni adapteri prve generacije omogućili brzine prijenosa podataka do 10 Mbit/s.

Naravno, programeri globalnih mreža nisu mogli ni sanjati o takvim brzinama - morali su koristiti komunikacijske kanale koji su bili dostupni, jer bi polaganje novih kabelskih sustava za računalne mreže duge tisuće kilometara zahtijevalo kolosalna kapitalna ulaganja. A "pri ruci" su bili samo telefonski komunikacijski kanali, slabo prikladni za brzi prijenos diskretnih podataka - brzina od 1200 bps za njih je bila dobar uspjeh. Stoga je ekonomično korištenje propusnosti komunikacijskog kanala često bilo glavni kriterij za učinkovitost metoda prijenosa podataka u globalnim mrežama. U takvim uvjetima razni postupci transparentnog pristupa udaljenim resursima, standardni za lokalne mreže, za globalne mreže dugo su ostali nedopustiv luksuz.

Moderne tendencije

Danas se računalne mreže nastavljaju razvijati, i to prilično brzo. Jaz između lokalnih i globalnih mreža stalno se smanjuje, uglavnom zbog pojave brzih teritorijalnih komunikacijskih kanala koji po kvaliteti nisu niži od lokalnih mrežnih kabelskih sustava. U globalnim mrežama pojavljuju se usluge pristupa resursima koje su prikladne i transparentne kao usluge lokalne mreže. Slične primjere u velikom broju pokazuje i najpopularnija globalna mreža – Internet.

Mijenjaju se i lokalne mreže. Umjesto pasivnog kabela koji povezuje računala, u njima se u velikim količinama pojavila razna komunikacijska oprema - prekidači, usmjerivači, pristupnici. Zahvaljujući ovoj opremi, postalo je moguće izgraditi velike korporativne mreže, koje broje tisuće računala i imaju složenu strukturu. Ponovno je došlo do oživljavanja interesa za velika računala, ponajviše zato što je, nakon što je splasnula euforija oko jednostavnosti rada s osobnim računalima, postalo jasno da je sustave koji se sastoje od stotina servera teže održavati nego nekoliko velikih računala. Stoga su se u novom krugu evolucijske spirale glavna računala počela vraćati u korporativne računalne sustave, ali kao punopravni mrežni čvorovi koji podržavaju Ethernet ili Token Ring, kao i TCP/IP protokol protokola, koji je postao zahvaljujući Internetu. mrežni standard zapravo.

Pojavio se još jedan vrlo važan trend koji jednako utječe na lokalne i globalne mreže. Počeli su obrađivati ​​informacije koje su prije bile neuobičajene za računalne mreže - glas, video slike, crteže. To je zahtijevalo promjene u radu protokola, mrežnih operativnih sustava i komunikacijske opreme. Poteškoće prijenosa takvih multimedijskih informacija preko mreže povezane su s njihovom osjetljivošću na kašnjenja u prijenosu paketa podataka - kašnjenja obično dovode do iskrivljenja takvih informacija na krajnjim čvorovima mreže. Budući da tradicionalne mrežne usluge, poput prijenosa datoteka ili e-pošte, generiraju promet koji nije osjetljiv na kašnjenje, a svi mrežni elementi dizajnirani su imajući na umu kašnjenje, pojava prometa u stvarnom vremenu stvorila je velike probleme.

Danas se ovi problemi rješavaju na različite načine, pa tako i uz pomoć ATM tehnologije posebno dizajnirane za prijenos različitih vrsta prometa, no unatoč značajnim naporima koji se ulažu u tom smjeru, prihvatljivo rješenje problema još je daleko, i još mnogo toga treba učiniti na ovom području kako bi se postigao željeni cilj - spajanje tehnologija ne samo lokalnih i globalnih mreža, već i tehnologija bilo kojih informacijskih mreža - računala, telefona, televizije itd. Iako je danas ova ideja mnogima se čini kao utopija, ozbiljni stručnjaci smatraju da preduvjeti za takvu sintezu već postoje, a mišljenja im se razlikuju samo u ocjeni okvirnih rokova takvog spajanja - nazivaju se rokovi od 10 do 25 godina. Štoviše, vjeruje se da će osnova za unifikaciju biti tehnologija komutacije paketa koja se danas koristi u računalne mreže, a ne tehnologija komutacije krugova koja se koristi u telefoniji, što bi vjerojatno trebalo povećati interes za ovu vrstu mreže.

Suvremene mrežne tehnologije

Plan

Što je lokalna mreža?

Računalni mrežni hardver. Topologije lokalnih mreža

Fizičke topologije lokalnih mreža

Logičke topologije lokalnih mreža

Konektori i utičnice

Koaksijalni kabel

upletena parica

Prijenos informacija putem optičkih kabela

Komunikacijska oprema

Oprema i tehnologije bežične mreže

Tehnologije i protokoli lokalnih mreža

Adresiranje računala u mreži i osnovno mrežni protokoli

Mrežne mogućnosti operativnih sustava MS Windows

Koncepti upravljanja mrežnim resursima

Mogućnosti MS Windows obitelji operacijskih sustava za organizaciju rada u lokalnoj mreži

Konfiguriranje postavki mrežne komponente

Konfiguriranje postavki veze

Spajanje mrežnog pisača

Veza mrežni pogon

Što je lokalna mreža?

Problem prijenosa informacija s jednog računala na drugo postoji od pojave računala. Za njegovo rješavanje korišteni su različiti pristupi. Najčešći "kurir" pristup u nedavnoj prošlosti bio je kopiranje informacija na prijenosni medij (GMD, CD, itd.), prijenos na odredište i ponovno kopiranje, ali s prijenosnog medija na računalo primatelja. Trenutno takve metode premještanja informacija ustupaju mjesto mrežnim tehnologijama. Oni. računala su međusobno povezana na neki način, a korisnik je u mogućnosti prenijeti informacije do odredišta bez napuštanja stola.

Totalitet računalni uređaji, koji imaju mogućnost međusobnog komuniciranja, obično se nazivaju računalne mreže. U većini slučajeva postoje dvije vrste računalnih mreža: lokalne (LAN - LocalAreaNetwork) i globalne (WAN - Wide-AreaNetwork). U nekim opcijama klasifikacije razmatra se niz dodatnih tipova: urbani, regionalni itd., međutim, svi ti tipovi (u biti) u većini su slučajeva varijante globalnih mreža različitih razmjera. Najčešća opcija je klasifikacija mreža na lokalne i globalne na temelju geografije. Oni. U ovom slučaju lokalna mreža se shvaća kao skup konačnog broja računala smještenih na ograničenom području (unutar jedne zgrade ili susjednih zgrada), povezanih informativni kanali, koji ima veliku brzinu i pouzdanost prijenosa podataka i dizajniran za rješavanje kompleksa međusobno povezanih problema.

Računalni mrežni hardver. Topologije lokalnih mreža

Sva računala pretplatnika (korisnika) koja rade unutar lokalne mreže moraju biti u mogućnosti međusobno komunicirati, tj. biti povezani jedni s drugima. Način na koji su takve veze organizirane bitno utječe na karakteristike lokalne računalne mreže i naziva se njezina topologija (arhitektura, konfiguracija). Postoje fizičke i logičke topologije. Fizička topologija lokalne mreže odnosi se na fizički položaj računala koja su dio mreže i način na koji su međusobno povezana vodičima. Logička topologija određuje način protoka informacija i vrlo često se ne poklapa s odabranom fizičkom topologijom za povezivanje pretplatnika lokalne mreže.

Fizičke topologije lokalnih mreža

Postoje četiri glavne fizičke topologije koje se koriste u izgradnji lokalnih mreža.

Topologija sabirnice (slika 1) uključuje spajanje svih računala na jedan zajednički vodič. Na oba kraja takvog vodiča postoje posebni uređaji za usklađivanje koji se nazivaju terminatori. Glavne prednosti ove topologije su niska cijena i jednostavnost instalacije. Nedostaci uključuju poteškoće u lokaliziranju mjesta kvara i nisku pouzdanost: oštećenje kabela bilo gdje dovodi do prestanka razmjene informacija između svih računala na mreži. Zbog prirode širenja električnog signala, čak i ako su dva računala koja pokušavaju razmjenjivati ​​informacije fizički povezana jedno s drugim, ako nema terminatora na jednom kraju takvog “prekida” sabirnice, komunikacija između njih bit će nemoguća.

U topologiji prstena (slika 2), svaki mrežni pretplatnik povezan je s dva pretplatnika u blizini. Prednosti i nedostaci slični su onima koji se razmatraju za topologiju sabirnice.

Zvjezdasta topologija uključuje polaganje zasebnog kabela za svako računalo u mreži, povezujući sve mrežne pretplatnike s određenim centrom. Središte zvijezde može biti računalo ili poseban spojni uređaj koji se naziva hub (sl. 3). Prednost ove topologije je veća pouzdanost. Prekid bilo kojeg vodiča "isključuje" samo jednog pretplatnika. Usko grlo ove topologije je čvorište. Ako se pokvari, blokira se cijela mreža. Nedostatak je veća cijena opreme (uzimajući u obzir povećanje ukupne duljine vodiča u usporedbi s prethodnim topologijama, kao i trošak dodatne opreme - čvorišta).

Što se tiče pouzdanosti i brzine razmjene informacija najbolje karakteristike ima potpuno povezanu topologiju (slika 4). U ovom slučaju, pretplatnicima mreže je osiguran poseban komunikacijski kanal sa svakim od ostalih pretplatnika. Međutim, u smislu troškova, ova topologija je inferiorna od svih ostalih opcija.

Navedene topologije su osnovni. Većina lokalnih mreža stvorenih u različitim organizacijama ima složeniju strukturu i različite su kombinacije gore navedenih topologija.

Logičke topologije lokalnih mreža

Logička topologija određuje prirodu distribucije informacija preko računalne mreže. Prilikom prijenosa informacija od jednog pretplatnika mreže do drugog pretplatnika, te informacije su ispravno "formatirane". Preneseni podaci formatirani su u standardne fragmente (paketi, datagrami). Osim stvarno poslanih podataka (brojevi, tekstovi, slike itd.), adresa (prijamnika informacije ili oba prijamnika i odašiljača), kontrolne informacije (kako biste mogli provjeriti je li paket primljen u cijelosti ili samo u dijelu). toga) i brojne druge stvari dodaju se u paket.informacije. Razmotrimo tri glavne opcije za logičke topologije lokalnih računalnih mreža.

Logička sabirnica određuje jednak pristup mreži za sve pretplatnike. U ovom slučaju odašiljač šalje paket informacija u mrežu, a svi ostali pretplatnici "čuju" prenesene informacije analizirati ga. Ako pretplatnik pronađe svoju adresu u sklopu paketa, taj podatak “zadrži” za sebe, ako se ispostavi da je adresa tuđa, ignorira je. Ako se u vrijeme prijenosa informacija od strane jednog pretplatnika drugi pretplatnik "ubaci" u razgovor, dolazi do preklapanja paketa, što se naziva kolizija. Kolizije dovode do "miješanja" paketa i nemogućnosti da se otkrije "tko je što rekao". Nakon što je otkrio koliziju, pretplatnik odašiljač "utihne" na vremenski interval slučajnog trajanja, nakon čega ponavlja pokušaj prijenosa informacije. S vrlo velikim brojem pretplatnika u mreži, vjerojatnost sudara se naglo povećava, a mreža postaje neoperativna.

Logički prsten pretpostavlja da informacija ide punim krugom i dolazi do izvora, tj. do mjesta odakle je poslano. U ovom slučaju, svaki pretplatnik uspoređuje adresu "primatelja" sa svojom. Ako se adrese podudaraju, informacija se kopira u međuspremnik, paket se označava kao "stigao primatelju" i prenosi se sljedećem pretplatniku. Ako se adrese ne poklapaju, paket se prenosi bez ikakvih oznaka. Kada pretplatnik primi paket poslan „na svoju ruku“ i označen kao „prihvaćeno“, ne šalje ga dalje i drugi pretplatnik mreže može početi s radom.

Logička zvjezdasta topologija (i njezina verzija - stablo) usmjerena je na uspostavljanje komunikacijskog kanala između prijamnika i odašiljača pomoću sklopki. Oni. U nedostatku prekidača, nemoguće je čak i da dva mrežna pretplatnika međusobno komuniciraju. Prilikom prijenosa podataka s jednog pretplatnika na drugog, svi ostali čekaju kraj prijenosa.

Konektori i utičnice

Trenutno se u lokalnim mrežama koristi nekoliko vrsta vodiča. Na temelju fizičke prirode odaslanog signala razlikuju se električni vodiči i optički vodiči. Osim toga, oprema se može koristiti za organiziranje lokalnih računalnih mreža pomoću bežičnih kanala.

Koaksijalni kabel

Koaksijalni kabel (slika 5) je vodič zatvoren u zaštitnu pletenicu. Vodič je zaštićen od dodira s pletenicom cjevastim izolatorom. Važna karakteristika kabelski sustavi općenito i koaksijalni kabel posebno je karakteristični otpor ili impedancija. U lokalnim mrežama koristi se koaksijalni kabel karakteristične impedancije od 50 Ohma, a (znatno rjeđe) u ARCnet mrežama kabel karakteristične impedancije 93 Ohma. Postoje dvije vrste koaksijalnog kabela - debeli (vanjski promjer oko 10 mm) i tanki (vanjski promjer oko 5 mm). S istom karakterističnom vrijednošću impedancije za debeli i tanki koaksijalni kabel razne karakteristike duljinom kabelskog segmenta i brojem podržanih mrežnih pretplatnika. Na debelom koaksijalnom kabelu maksimalna duljina segment 500 metara, maksimalan broj priključnih točaka 100. Tanki koaksijalni kabel ima maksimalnu duljinu segmenta 185 metara, maksimalan broj priključnih točaka 30.