Siete a sieťové technológie dnes spájajú ľudí v každom kúte sveta a poskytujú im prístup k najväčšiemu luxusu na svete – ľudskej komunikácii. Ľudia môžu komunikovať a hrať sa s priateľmi v iných častiach sveta bez rušenia.

Udalosti, ktoré sa odohrávajú, sa v priebehu niekoľkých sekúnd stanú známymi vo všetkých krajinách sveta. Každý sa môže pripojiť na internet a uverejniť svoje informácie.

Sieťové informačné technológie: korene ich vzniku

V druhej polovici minulého storočia si ľudská civilizácia sformovala svoje dve najvýznamnejšie vedecko-technické odvetvia - počítačovú a Približne štvrťstoročie sa obe tieto odvetvia vyvíjali samostatne a v ich rámci vznikali počítačové a telekomunikačné siete, resp. V poslednej štvrtine dvadsiateho storočia však v dôsledku vývoja a vzájomného prenikania týchto dvoch odvetví ľudského poznania vzniklo to, čo nazývame „sieťová technológia“, čo je podsekcia viac všeobecný pojem"informačné technológie".

V dôsledku ich vzhľadu nastala vo svete nová technologická revolúcia. Tak ako pred niekoľkými desaťročiami bol povrch krajiny pokrytý sieťou rýchlostných ciest, na konci minulého storočia sa všetky krajiny, mestá a dediny, podniky a organizácie, ako aj jednotlivé domy ocitli prepojené „informačnými diaľnicami“. Všetky sa zároveň stali prvkami rôznych sietí prenosu dát medzi počítačmi, v ktorých boli implementované určité technológie prenosu informácií.

Sieťová technológia: koncepcia a obsah

Sieťová technológia je dostatočným súborom pravidiel na prezentáciu a prenos informácií, implementovaných vo forme takzvaných „štandardných protokolov“, ako aj hardvéru a softvér, počítajúc do toho sieťové adaptéry s ovládačmi, káblami a optickými vedeniami, rôznymi konektormi (konektormi).

„Dostatok“ tejto sady nástrojov znamená jej minimalizáciu pri zachovaní možnosti budovania efektívnej siete. Mal by mať potenciál na zlepšenie, napríklad vytvorením podsietí, ktoré vyžadujú použitie protokolov rôznych úrovní, ako aj špeciálnych komunikátorov, zvyčajne nazývaných „smerovače“. Po zlepšení sa sieť stáva spoľahlivejšou a rýchlejšou, avšak za cenu pridania doplnkov k hlavnej sieťovej technológii, ktorá tvorí jej základ.

Pojem „sieťová technológia“ sa najčastejšie používa v užšom zmysle opísanom vyššie, ale často sa široko interpretuje ako akýkoľvek súbor nástrojov a pravidiel na budovanie sietí určitého typu, napríklad „technológia lokálnej počítačovej siete“.

Prototyp sieťovej technológie

Prvý prototyp počítačová sieť, ale ešte nie samotná sieť, sa stala v 60.-80. multiterminálové systémy minulého storočia. Terminály, ktoré predstavovali sadu monitorov a klávesnice, ktoré sa nachádzali vo veľkých vzdialenostiach od sálových počítačov a pripájali sa k nim prostredníctvom telefónnych modemov alebo vyhradených kanálov, opustili priestory počítačového informačného centra a boli rozmiestnené po celej budove.

Zároveň, okrem obsluhy samotného počítača v informačnom centre počítača, mohli všetci používatelia terminálov zadávať svoje úlohy z klávesnice a sledovať ich vykonávanie na monitore, pričom vykonávali niektoré operácie správy úloh. Takéto systémy, ktoré implementujú algoritmy zdieľania času aj dávkového spracovania, sa nazývali systémy vzdialeného zadávania úloh.

Globálne siete

Po viackoncových systémoch koncom 60. rokov. XX storočia Vznikol prvý typ sietí – globálne počítačové siete (GCN). Prostredníctvom telefónnych sietí a modemov prepojili superpočítače, ktoré existovali v jednotlivých kópiách a uchovávali jedinečné údaje a softvér, so sálovými počítačmi umiestnenými vo vzdialenostiach až niekoľko tisíc kilometrov. Táto sieťová technológia bola predtým testovaná v multiterminálnych systémoch.

Prvým GCS v roku 1969 bol ARPANET, ktorý pracoval na ministerstve obrany USA a spájal rôzne typy počítačov s rôznymi operačnými systémami. Boli vybavené dodatočnými modulmi na implementáciu komunikačných systémov spoločných pre všetky počítače v sieti. Práve na ňom sa vyvinuli základy sieťových technológií, ktoré sa používajú dodnes.

Prvý príklad konvergencie počítačových a telekomunikačných sietí

GKS zdedila komunikačné linky od starších a ďalších globálne siete— telefónne linky, pretože kladenie nových diaľkových vedení bolo veľmi nákladné. Preto mnoho rokov používali na prenos analógové telefónne kanály tento momentčas len na jeden rozhovor. Digitálne dáta sa cez ne prenášali veľmi nízkou rýchlosťou (desiatky kbit/s) a možnosti boli obmedzené na prenos dátových súborov a emailov.

Avšak, zdedil telefónne linky komunikácie, GKS neprevzala svoju základnú technológiu založenú na princípe prepínania okruhov, keď každej dvojici účastníkov bol pridelený kanál s konštantnou rýchlosťou počas celého trvania komunikačnej relácie. GKS využívala nové technológie počítačovej siete založené na princípe prepínania paketov, pri ktorých sa dáta vo forme malých častí paketov konštantnou rýchlosťou vydávajú do neprepínanej siete a prijímajú ich príjemcovia v sieti pomocou vybudovaných adresových kódov. do hlavičiek paketov.

Predchodcovia lokálnych sietí

Vzhľad koncom 70. rokov. XX storočia LSI viedol k vytvoreniu minipočítačov s nízkymi nákladmi a bohatých funkčnosť. Začali skutočne konkurovať veľkým počítačom.

Minipočítače rodiny PDP-11 si získali veľkú popularitu. Začali sa inštalovať do všetkých, aj veľmi malých výrobných jednotiek na riadenie technických procesov a jednotlivých technologických inštalácií, ako aj do oddelení podnikového manažmentu na vykonávanie kancelárskych úloh.

Vznikol koncept distribuovaného v rámci celého podniku počítačové zdroje, hoci všetky minipočítače stále fungovali autonómne.

Vznik sietí LAN

Do polovice 80. rokov. XX storočia boli zavedené technológie na spájanie minipočítačov do sietí, založené na prepínaní dátových paketov, ako v GKS.

Z budovania jedinej podnikovej siete, nazývanej lokálna (LAN) sieť, urobili takmer triviálnu úlohu. Na jej vytvorenie si stačí zakúpiť sieťové adaptéry pre zvolenú technológiu LAN, napríklad Ethernet, štandardný káblový systém, na jeho káble nainštalovať konektory (konektory) a pomocou týchto káblov prepojiť adaptéry s minipočítačom a navzájom medzi sebou. Ďalej bol na počítačový server nainštalovaný jeden z operačných systémov určených na organizáciu siete LAN. Potom to začalo fungovať a následné pripojenie každého nového minipočítača nerobilo žiadne problémy.

Nevyhnutnosť internetu

Ak príchod minipočítačov umožnil rovnomernú distribúciu počítačových zdrojov na území podnikov, potom sa objavil na začiatku 90-tych rokov. PC viedli k ich postupnému objavovaniu sa najskôr na každom pracovisku akéhokoľvek duševného pracovníka a potom v jednotlivých ľudských obydliach.

Relatívna lacnosť a vysoká spoľahlivosť osobných počítačov najprv dali silný impulz rozvoju sietí LAN a potom viedli k vzniku globálnej počítačovej siete - internetu, ktorá dnes pokrýva všetky krajiny sveta.

Veľkosť internetu rastie každý mesiac o 7-10%. Predstavuje jadro, ktoré navzájom spája rôzne lokálne a globálne siete podnikov a inštitúcií po celom svete.

Ak sa v prvej fáze dátové súbory a e-mailové správy prenášali najmä cez internet, dnes poskytuje najmä vzdialený prístup k distribuovaným informačným zdrojom a elektronickým archívom, ku komerčným a nekomerčným informačným službám v mnohých krajinách. Jeho voľne prístupné archívy obsahujú informácie takmer zo všetkých oblastí poznania a ľudskej činnosti – od nových trendov vo vede až po predpovede počasia.

Základné sieťové technológie sietí LAN

Medzi nimi sú základné technológie, na ktorých je možné postaviť základ akejkoľvek konkrétnej siete. Príklady zahŕňajú také známe technológie LAN ako Ethernet (1980), Token Ring (1985) a FDDI (koniec 80. rokov).

Koncom 90. rokov. Technológia Ethernet sa stala lídrom v sieťovej technológii LAN, ktorá kombinuje svoju klasickú verziu s rýchlosťou až 10 Mbit/s, ako aj Fast Ethernet (až 100 Mbit/s) a Gigabit Ethernet (až 1000 Mbit/s). Všetky ethernetové technológie majú podobné prevádzkové princípy, ktoré zjednodušujú ich údržbu a integráciu LAN sietí postavených na ich základe.

V tom istom období sa do jadier takmer všetkých počítačových operačných systémov začali zabudovávať sieťové funkcie, ktoré implementujú vyššie uvedené sieťové funkcie. informačné technológie. Objavili sa dokonca aj špecializované komunikačné operačné systémy ako IOS od Cisco Systems.

Ako sa vyvíjali technológie GCS

Technológie GKS na analógových telefónnych kanáloch sa v dôsledku vysokej úrovne skreslenia vyznačovali zložitými algoritmami na monitorovanie a obnovu údajov. Ich príkladom je technológia X.25 vyvinutá začiatkom 70. rokov. XX storočia Modernejšie sieťové technológie sú frame relay, ISDN, ATM.

ISDN je skratka, ktorá znamená " digitálna sieť s integráciou služieb“, umožňuje vzdialené videokonferencie. Vzdialený prístup je zabezpečená inštaláciou ISDN adaptérov do PC, ktoré pracujú mnohonásobne rýchlejšie ako akékoľvek modemy. Existuje aj špeciálny softvér, ktorý umožňuje populárnym operačným systémom a prehliadačom pracovať s ISDN. Vysoké náklady na vybavenie a potreba položiť špeciálne komunikačné linky však bránia rozvoju tejto technológie.

Technológie WAN pokročili spolu s telefónnymi sieťami. Po nástupe digitálnej telefónie bola vyvinutá špeciálna technológia Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), ktorá podporuje rýchlosť až 140 Mbit/s a využívajú ju podniky na vytváranie vlastných sietí.

Nová technológia Synchronous Digital Hierarchy (SDH) koncom 80. rokov. XX storočia rozšírila kapacitu digitálnych telefónnych kanálov až na 10 Gbit/s a technológiu DWDM (Dense Wave Division Multiplexing) - až stovky Gbit/s a dokonca až niekoľko Tbit/s.

Internetové technológie

Sieťové sú založené na použití hypertextového jazyka (alebo jazyka HTML) – špeciálneho značkovacieho jazyka, ktorý je usporiadanou množinou atribútov (tagov), ktoré vývojári webových stránok vopred implementujú do každej zo svojich stránok. Samozrejme, v tomto prípade nehovoríme o textových alebo grafických dokumentoch (fotografie, obrázky), ktoré si už používateľ „stiahol“ z internetu, sú v pamäti jeho PC a sú prezerané prostredníctvom textu alebo obrázkov. Hovoríme o takzvaných webových stránkach prehliadaných prostredníctvom programov – prehliadačov.

Vývojári internetových stránok ich vytvárajú v jazyku HTML (teraz bolo pre túto prácu vytvorených veľa nástrojov a technológií, ktoré sa súhrnne nazývajú „rozloženie webových stránok“) vo forme súboru webových stránok a vlastníci stránok ich umiestňujú na internetové servery na prenájom. od vlastníkov ich pamäťových serverov (tzv. „hosting“). Pracujú na internete nepretržite a vybavujú požiadavky používateľov na zobrazenie webových stránok, ktoré sú na nich načítané.

Prehliadače na používateľských PC, ktoré získali prístup cez server svojho poskytovateľa internetu na konkrétny server, ktorého adresa je obsiahnutá v názve požadovanej internetovej stránky, získajú prístup na túto stránku. Ďalej, analyzovaním HTML tagov každej prezeranej stránky prehliadače vytvárajú svoj obraz na obrazovke monitora tak, ako to zamýšľal vývojár stránky – so všetkými nadpismi, farbami písma a pozadia, rôznymi vložkami vo forme fotografií, diagramy, obrázky atď.

Počítačová sieť je združenie niekoľkých počítačov na spoločné riešenie informačných a výpočtových problémov.

Kľúčovým pojmom sieťových technológií je sieťový zdroj, ktorý možno chápať ako hardvér a softvérové ​​komponenty, podieľajúci sa na procese zdieľania - v procese sieťovej interakcie. Prístup k sieťovým zdrojom poskytujú sieťové služby (služby siete)

Medzi základné pojmy sieťových technológií patria pojmy ako server, klient, komunikačný kanál, protokol a mnohé ďalšie. Pojem sieťový zdroj a sieťová služba (služba) sú však zásadné, keďže potreba organizovať prácu založenú na zdieľaní počítačových zdrojov, a teda vytvárať sieťové zdroje a zodpovedajúce sieťové služby, je hlavnou príčinou vzniku samotných počítačových sietí.

Zlatý klinec päť typov sieťových služieb: súbor, tlač, správy, databázy aplikácií.

Spisová služba — implementuje centralizované ukladanie a zdieľanie súborov. Toto je jedna z najdôležitejších sieťových služieb, vyžaduje si prítomnosť niektorých sieťové úložisko súborov (lokálny sieťový súborový server, ftp server atď.), ako aj použitie rôznych bezpečnostných mechanizmov (kontrola prístupu, kontrola verzie súborov, zálohovanie informácií).

Tlačová služba — poskytuje príležitosti na centralizované používanie tlačiarní a iných tlačových zariadení. Táto služba prijíma tlačové úlohy, spravuje front úloh a organizuje interakciu používateľa so sieťovými tlačiarňami. Technológia sieťovej tlače je veľmi výhodná v širokej škále počítačových sietí, pretože umožňuje znížiť počet potrebných tlačiarní, čo v konečnom dôsledku umožňuje znížiť náklady alebo použiť lepšie vybavenie.

Služba správ — umožňuje organizovať výmenu informácií medzi používateľmi počítačovej siete. Správy v tomto prípade by sa mali považovať za textové správy (Email, správy zo sieťových instant messengerov) a mediálne správy rôzne systémy hlasová a video komunikácia.

Databázová služba — je navrhnutý tak, aby organizoval centralizované ukladanie, spracovanie vyhľadávania a zabezpečoval ochranu údajov rôznych informačných systémov. Na rozdiel od jednoduché skladovanie a zdieľanie súborov, databázová služba poskytuje a správu, ktorá zahŕňa vytváranie, úpravu, mazanie dát, zabezpečenie ich integrity a ochrany.

Aplikačná služba — poskytuje spôsob prevádzky, pri ktorom sa aplikácia na počítači používateľa spúšťa nie z lokálneho zdroja, ale z počítačovej siete. Takéto aplikácie môžu využívať prostriedky servera na ukladanie údajov a výpočty. Výhodou používania sieťových aplikácií je možnosť ich používania odkiaľkoľvek pripojeného k počítačovej sieti bez nutnosti inštalácie aplikácie lokálny počítač, možnosť spolupráce viacerých používateľov, „transparentná“ aktualizácia softvér, možnosť používať komerčný softvér na základe predplatného.

Aplikačné služby sú najnovším a najrýchlejšie rastúcim typom sieťových služieb. Dobrý príklad tu môžu slúžiť kancelárske sieťové aplikácie online služby Google Jazdite a Microsoft Office 365.

História vzniku počítačových sietí priamo súvisí s rozvojom výpočtovej techniky. Prvé výkonné počítače (tzv. Mainframy) zaberali miestnosti a celé budovy. Postup prípravy a spracovania údajov bol veľmi zložitý a časovo náročný. Používatelia pripravovali dierne štítky s údajmi a príkazmi programu a prenášali ich do výpočtového strediska. Operátori vložili tieto karty do počítača a používatelia zvyčajne dostali vytlačené výsledky až na druhý deň. Tento spôsob sieťovej interakcie predpokladal úplne centralizované spracovanie a ukladanie.

Hlavný rám- vysokovýkonný počítač na všeobecné použitie so značným množstvom pamäte RAM a externej pamäte, určený na vykonávanie intenzívnej výpočtovej práce. S mainframom zvyčajne pracuje veľa používateľov, z ktorých každý má len terminál bez vlastného výpočtového výkonu.

Terminál(z lat. terminalis – súvisí s koncom)

Počítačový terminál- vstupno/výstupné zariadenie, pracovisko na viacužívateľských počítačoch, monitor s klávesnicou. Príklady koncových zariadení: konzola, terminálový server, tenký klient, emulátor terminálu, telnet.

Hostiteľ(z anglického hostiteľ - hostiteľ, ktorý prijíma hostí) - akékoľvek zariadenie, ktoré poskytuje služby vo formáte „klient-server“ v serverovom režime cez akékoľvek rozhrania a je na týchto rozhraniach jednoznačne definované. V konkrétnejšom prípade môže byť hostiteľ chápaný ako akýkoľvek počítač, server pripojený k lokálnej alebo globálnej sieti.

Počítačová sieť (počítačová sieť, dátová sieť) - komunikačný systém pre počítače a/alebo počítačové vybavenie (servery, smerovače a iné zariadenia). Na prenos informácií možno využiť rôzne fyzikálne javy, zvyčajne rôzne druhy elektrických signálov alebo elektromagnetického žiarenia.

Pre používateľov by bol pohodlnejší a efektívnejší interaktívny režim prevádzky, v ktorom môžu rýchlo riadiť spracovanie svojich údajov z terminálu. Ale záujmy používateľov boli v raných fázach vývoja výpočtových systémov do značnej miery zanedbávané, pretože dávkový režim- toto je najefektívnejší spôsob použitia výpočtový výkon, pretože vám umožňuje vykonávať viac používateľských úloh za jednotku času ako ktorýkoľvek iný režim. Našťastie sa evolučné procesy nedajú zastaviť a v 60. rokoch sa začali vyvíjať prvé interaktívne multiterminálne systémy. Každý používateľ dostal k dispozícii terminál, pomocou ktorého mohol viesť dialóg s počítačom. A hoci bol výpočtový výkon centralizovaný, funkcie vstupu a výstupu údajov sa distribuovali. Tento interakčný model sa často nazýva "terminál-hostiteľ" . Na centrálnom počítači musí byť spustený operačný systém, ktorý túto interakciu podporuje, tzv centralizované výpočty. Okrem toho by sa terminály mohli nachádzať nielen na území výpočtového strediska, ale aj rozmiestnené na veľkom území podniku. V skutočnosti to bol prototyp toho prvého lokálne siete (LAN). Hoci takýto stroj plne poskytuje ukladanie dát a výpočtové možnosti, pripojenie vzdialených terminálov k nemu nie je sieťovou interakciou, pretože terminály, ktoré sú v skutočnosti periférne zariadenia, zabezpečujú iba transformáciu formy informácií, ale nie ich spracovanie.

Obrázok 1. Systém viacerých terminálov

Local area network (LAN), (local area network, slangovo local area; anglicky Local AreaNetwork, LAN ) - počítačová sieť, ktorá zvyčajne pokrýva relatívne malú oblasť alebo malú skupinu budov (domov, kancelária, firma, ústav)

Počítač (anglický počítač - „kalkulačka“),počítač (elektronický počítač)- počítač na prenos, ukladanie a spracovanie informácií.

Pojem „počítač“ a skratka „EVM“ (elektronický počítač), prijaté v ZSSR, sú synonymá. Avšak po vystúpení osobné počítače, Pojem „počítač“ bol prakticky vytlačený z každodenného používania.

Osobný počítač, PC (anglický osobný počítač,PC ), osobný počítač počítač určený na osobné použitie, ktorý svojou cenou, veľkosťou a možnosťami uspokojí potreby veľkého počtu ľudí. Počítač, vytvorený ako výpočtový stroj, sa však stále viac používa ako nástroj na prístup k počítačovým sieťam. .

V roku 1969 americké ministerstvo obrany rozhodlo, že v prípade vojny potrebuje Amerika spoľahlivý systém prenosu informácií. Agentúra pre pokročilé výskumné projekty (ARPA) navrhla na tento účel vyvinúť počítačovú sieť. Vývojom takejto siete bola poverená Kalifornská univerzita v Los Angeles, Stanfordské výskumné centrum, Utahská univerzita a Kalifornská univerzita v Santa Barbare. Prvý test technológie sa uskutočnil 29. októbra 1969. Sieť pozostávala z dvoch terminálov, z ktorých prvý sa nachádzal na Kalifornskej univerzite a druhý, 600 km ďaleko, na Stanfordskej univerzite.

Počítačová sieť sa volala ARPANET, v rámci projektu sieť združovala štyri určené vedecké inštitúcie, všetky práce financovalo Ministerstvo obrany USA. Potom sa sieť ARPANET začala aktívne rozvíjať a rozvíjať, začali ju používať vedci z rôznych oblastí vedy.

Začiatkom 70. rokov nastal technologický prelom vo výrobe počítačových komponentov - objavili sa veľké integrované obvody (LSI). Ich relatívne nízka cena a vysoká funkčnosť viedli k vytvoreniu mini- počítač (elektronické počítače), ktoré sa stali skutočnými konkurentmi sálových počítačov. Mini-počítač alebo mini- počítačov (nezamieňať s modernými minipočítačmi), plnil úlohy riadenia technologických zariadení, skladov a ďalšie úlohy na úrovni podnikového oddelenia. Tak vznikol koncept distribúcie počítačových zdrojov v rámci celého podniku. Všetky počítače jednej organizácie však naďalej fungovali autonómne.

Obrázok 2 Autonómne používanie niekoľkých minipočítačov v jednom podniku

Práve v tomto období, keď užívatelia získali prístup k plnohodnotným počítačom, dozrelo riešenie kombinovania jednotlivých počítačov na výmenu dát s inými blízkymi počítačmi. V každom jednotlivom prípade bol tento problém vyriešený vlastným spôsobom. V dôsledku toho sa objavili prvé lokálne počítačové siete.

Keďže tvorivý proces bol spontánny a neexistovalo jediné riešenie na prepojenie dvoch alebo viacerých počítačov, o nejakých sieťových štandardoch nemohla byť ani reč.

Medzitým sa do siete ARPANET v roku 1973 pripojili prvé zahraničné organizácie z Veľkej Británie a Nórska a sieť sa stala medzinárodnou. Paralelne s ARPANET sa začali objavovať a rozvíjať ďalšie siete univerzít a podnikov.

V roku 1980 bolo navrhnuté prepojiť ARPANET a CSnet (Computer Science Research Network) cez bránu využívajúcu protokoly TCP/IP tak, aby všetky podmnožiny sietí CSnet mali prístup k bráne na ARPANETe. Táto udalosť viedla k dohode o spôsobe internetovej komunikácie medzi komunitou nezávislých počítačových sietí, možno považovať za vzhľad Internet v jeho modernom chápaní.

Obrázok 3. Možnosti pripojenia PC k prvej LAN

V polovici 80. rokov sa situácia v lokálnych sieťach začala meniť. Boli zavedené štandardné technológie na pripojenie počítačov do siete - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, trochu neskôr - FDDI. Silným stimulom pre ich rozvoj bol osobné počítače. Tieto zariadenia sa stali ideálnym riešením pre vytvorenie LAN. Jednak mali dostatočný výkon na spracovanie jednotlivých úloh a zároveň jednoznačne potrebovali spojiť svoj výpočtový výkon na riešenie zložitých problémov.

Všetky štandardné technológie lokálnych sietí spoliehal na rovnaký princíp prepínania, ktorý bol úspešne testovaný a preukázal svoje výhody pri prenose dátovej prevádzky v globálnych počítačových sieťach - princíp prepínania paketov .

Internet (vyslovuje sa [internet]; anglicky Internet, skrátene Interconnected Networks -vzájomne prepojené siete; slang. nie nie) - globálna telekomunikačná sieť informačných a výpočtových zdrojov. Slúži ako fyzický základ pre World Wide Web Široký WEB) . Často označované ako World Wide Web, globálna sieť, alebo len tak Net.

Vďaka štandardným sieťovým technológiám je úloha vybudovať lokálnu sieť takmer triviálna. Na vytvorenie siete stačilo zakúpiť si napríklad sieťové adaptéry príslušného štandardu Ethernet , štandardný kábel, pripojte adaptéry ku káblu so štandardnými konektormi a nainštalujte niektorú z obľúbených sietí operačné systémy, napríklad Novell NetWare. Potom sieť začala fungovať a následné pripojenie každého nového počítača nespôsobilo žiadne problémy - samozrejme, ak bol na ňom nainštalovaný sieťový adaptér rovnakej technológie.

Obrázok 4. Pripojenie niekoľkých počítačov pomocou schémy „spoločnej zbernice“.

Internetová karta , taktiež známy akosieťová karta, sieťový adaptér, ethernetový adaptér, NIC (anglický networkinterface controller) - periférne zariadenie, ktoré umožňuje počítaču interakciu s inými zariadeniami v sieti.

Operačný systém, OS (anglický operačný systém) - základná sada počítačových programov, ktoré poskytujú používateľské rozhranie, ovládanie počítačového hardvéru, prácu so súbormi, vstup a výstup údajov a vykonávanie aplikačných programov a pomôcok.

Sieťová technológia - ide o dohodnutý súbor štandardných protokolov a softvéru a hardvéru, ktorý ich implementuje (napríklad sieťové adaptéry, ovládače, káble a konektory), dostatočný na vybudovanie počítačovej siete. Epiteton „dostatočný“ zdôrazňuje skutočnosť, že táto sada predstavuje minimálnu sadu nástrojov, s ktorými môžete vybudovať fungujúcu sieť. Možno sa táto sieť dá vylepšiť napríklad vyčlenením podsietí v nej, čo si hneď bude vyžadovať okrem štandardných ethernetových protokolov aj použitie IP protokolu, ako aj špeciálne komunikačné zariadenia – smerovače. Vylepšená sieť bude pravdepodobne spoľahlivejšia a rýchlejšia, ale na úkor doplnkov k nástrojom Ethernet technológie, ktorý tvoril základ siete.

Pojem „sieťová technológia“ sa najčastejšie používa v užšom zmysle opísanom vyššie, ale niekedy sa jeho rozšírený výklad používa aj ako akýkoľvek súbor nástrojov a pravidiel na budovanie siete, napríklad „technológia smerovania typu end-to-end“. „technológia zabezpečených kanálov“, „technológia IP“.

Protokoly, na ktorých je postavená sieť určitej technológie (v užšom zmysle), boli špeciálne vyvinuté pre spoločnú prácu, takže vývojár siete nevyžaduje ďalšie úsilie na organizáciu ich interakcie. Niekedy sa nazývajú sieťové technológie základné technológie berúc do úvahy, že na ich základe je postavená základňa akejkoľvek siete. Príklady základných sieťových technológií zahŕňajú okrem Ethernetu aj také známe technológie lokálnych sietí ako Token Ring a FDDI alebo X.25 a technológie frame relay pre teritoriálne siete. Na získanie funkčnej siete v tomto prípade stačí zakúpiť softvér a hardvér súvisiaci s rovnakou základnou technológiou - sieťové adaptéry s ovládačmi, rozbočovačmi, prepínačmi, káblovým systémom atď. - a pripojiť ich v súlade s požiadavkami normy pre túto technológiu.

Tvorba štandardných lokálnych sieťových technológií

V polovici 80. rokov sa situácia v lokálnych sieťach začala dramaticky meniť. Zaviedli sa štandardné technológie na pripojenie počítačov do siete - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Osobné počítače slúžili ako silný stimul pre ich rozvoj. Tieto komoditné produkty boli ideálnymi prvkami na budovanie sietí – na jednej strane boli dostatočne výkonné na to, aby spustili sieťový softvér, no na druhej strane jednoznačne potrebovali spojiť svoj výpočtový výkon na riešenie zložitých problémov, ako aj zdieľať drahé periférne zariadenia a diskové polia. Preto začali v lokálnych sieťach prevládať osobné počítače, a to nielen ako klientske počítače, ale aj ako centrá na ukladanie a spracovanie dát, teda sieťové servery, čím sa z týchto známych úloh vytláčajú minipočítače a sálové počítače.

Štandardné sieťové technológie zmenili proces budovania lokálnej siete z umenia na rutinnú úlohu. Na vytvorenie siete stačilo zakúpiť sieťové adaptéry príslušného štandardu, napríklad Ethernet, štandardný kábel, pripojiť adaptéry ku káblu so štandardnými konektormi a nainštalovať do počítača niektorý z populárnych sieťových operačných systémov, napr. NetWare. Potom sieť začala fungovať a pripojenie každého nového počítača nespôsobilo žiadne problémy - samozrejme, ak bol na ňom nainštalovaný sieťový adaptér rovnakej technológie.

Lokálne siete v porovnaní s globálnymi sieťami zaviedli veľa nových vecí do spôsobu, akým si užívatelia organizujú svoju prácu. Prístup k zdieľaným zdrojom sa stal oveľa pohodlnejším – používateľ si mohol jednoducho prezerať zoznamy dostupných zdrojov, namiesto toho, aby si pamätal ich identifikátory alebo mená. Po pripojení k vzdialenému zdroju bolo možné s ním pracovať pomocou príkazov, ktoré už používateľ pozná z práce s lokálnymi zdrojmi. Dôsledkom a zároveň hybnou silou tohto pokroku bol vznik obrovského množstva neprofesionálnych používateľov, ktorí sa nepotrebovali učiť špeciálne (a dosť zložité) príkazy pre prácu v sieti. A vývojári lokálnych sietí dostali príležitosť implementovať všetky tieto vymoženosti v dôsledku vzniku kvalitných káblových komunikačných liniek, na ktorých aj sieťové adaptéry prvej generácie poskytovali rýchlosť prenosu dát až 10 Mbit/s.

Samozrejme, že vývojári globálnych sietí nemohli ani snívať o takých rýchlostiach - museli použiť komunikačné kanály, ktoré boli k dispozícii, pretože kladenie nových káblových systémov pre počítačové siete dlhé tisíce kilometrov by si vyžadovalo obrovské kapitálové investície. A „po ruke“ boli iba telefónne komunikačné kanály, ktoré nie sú vhodné na vysokorýchlostný prenos diskrétnych údajov - rýchlosť 1200 bps bola pre nich dobrým úspechom. Preto bolo ekonomické využitie šírky pásma komunikačného kanála často hlavným kritériom efektívnosti metód prenosu dát v globálnych sieťach. Za týchto podmienok zostali rôzne postupy pre transparentný prístup k vzdialeným zdrojom, štandardné pre lokálne siete, pre globálne siete dlho nedostupným luxusom.

Moderné tendencie

Dnes sa počítačové siete naďalej rozvíjajú, a to pomerne rýchlo. Priepasť medzi miestnymi a globálnymi sieťami sa neustále zmenšuje, najmä v dôsledku vzniku vysokorýchlostných územných komunikačných kanálov, ktorých kvalita nie je nižšia ako kvalita lokálnych sieťových káblových systémov. V globálnych sieťach sa objavujú služby prístupu k zdrojom, ktoré sú rovnako pohodlné a transparentné ako lokálne sieťové služby. Podobné príklady vo veľkom počte demonštruje aj najpopulárnejšia globálna sieť – internet.

Menia sa aj lokálne siete. Namiesto pasívneho kábla spájajúceho počítače sa v nich vo veľkom objavovali rôzne komunikačné zariadenia – prepínače, smerovače, brány. Vďaka tomuto vybaveniu bolo možné budovať veľké podnikové siete, ktoré čítajú tisíce počítačov a majú zložitú štruktúru. Oživil sa záujem o veľké počítače, najmä preto, že po opadnutí eufórie z jednoduchosti práce s osobnými počítačmi sa ukázalo, že údržba systémov pozostávajúca zo stoviek serverov je náročnejšia ako údržba niekoľkých veľkých počítačov. Preto sa v novom kole evolučnej špirály začali mainframy vracať do podnikových výpočtových systémov, no ako plnohodnotné sieťové uzly podporujúce Ethernet či Token Ring, ako aj zásobník protokolov TCP/IP, ktorý sa stal vďaka internetu sieťový štandard de facto.

Objavil sa ďalší veľmi dôležitý trend, ktorý rovnako ovplyvňuje lokálne aj globálne siete. Začali spracovávať informácie predtým neobvyklé pre počítačové siete – hlas, video obrázky, kresby. To si vyžiadalo zmeny v prevádzke protokolov, sieťových operačných systémov a komunikačných zariadení. Náročnosť prenosu takýchto multimediálnych informácií po sieti je spojená s jej citlivosťou na oneskorenia pri prenose dátových paketov – oneskorenia zvyčajne vedú k skresleniu takýchto informácií na koncových uzloch siete. Keďže tradičné sieťové služby, ako je prenos súborov alebo e-mail, generujú prenos necitlivý na latenciu a všetky sieťové prvky boli navrhnuté s ohľadom na latenciu, nástup prevádzky v reálnom čase spôsobil veľké problémy.

Dnes sa tieto problémy riešia rôznymi spôsobmi, a to aj pomocou technológie ATM špeciálne navrhnutej na prenos rôznych druhov dopravy, no napriek značnému úsiliu, ktoré sa v tomto smere vynakladá, je prijateľné riešenie problému stále ďaleko. a v tejto oblasti je potrebné ešte veľa urobiť, aby sa dosiahol vytúžený cieľ – spojenie technológií nielen lokálnych a globálnych sietí, ale aj technológií akýchkoľvek informačných sietí – počítač, telefón, televízia atď. Zdá sa to mnohým ako utópia, seriózni odborníci sa domnievajú, že predpoklady na takúto syntézu už existujú a ich názory sa líšia len v hodnotení približných podmienok takéhoto zlúčenia - termíny sa nazývajú od 10 do 25 rokov. Okrem toho sa verí, že základom pre zjednotenie bude technológia prepínania paketov, ktorá sa dnes používa v počítačové siete, skôr než technológia prepínania okruhov používaná v telefonovaní, čo by pravdepodobne malo zvýšiť záujem o tento typ siete.

Moderné sieťové technológie

Plán

Čo je lokálna sieť?

Hardvér počítačovej siete. Topológie lokálnej siete

Fyzické topológie lokálnych sietí

Logické topológie lokálnych sietí

Konektory a zásuvky

Koaxiálny kábel

krútená dvojlinka

Prenos informácií cez optické káble

Komunikačné vybavenie

Vybavenie a technológie bezdrôtové siete

Technológie a protokoly lokálnych sietí

Adresovanie počítačov v sieti a zákl sieťové protokoly

Sieťové vybavenie operačných systémov MS Windows

Koncepcie riadenia sieťových zdrojov

Schopnosti operačných systémov rodiny MS Windows pre organizáciu práce v lokálnej sieti

Konfigurácia nastavení sieťových komponentov

Konfigurácia nastavení pripojenia

Pripojenie sieťovej tlačiarne

Pripojenie sieťový disk

Čo je lokálna sieť?

Problém prenosu informácií z jedného počítača do druhého existuje už od príchodu počítačov. Na jeho vyriešenie sa použili rôzne prístupy. Najbežnejším „kuriérskym“ prístupom v nedávnej minulosti bolo skopírovať informácie na vymeniteľné médium (GMD, CD atď.), preniesť ich na miesto určenia a znova skopírovať, ale z vymeniteľného média do počítača príjemcu. V súčasnosti takéto spôsoby presúvania informácií ustupujú sieťovým technológiám. Tie. počítače sú nejakým spôsobom navzájom prepojené a používateľ môže preniesť informácie na miesto určenia bez toho, aby opustil stôl.

Totalita počítačové zariadenia, ktoré majú schopnosť vzájomnej komunikácie, sa zvyčajne nazývajú počítačová sieť. Vo väčšine prípadov existujú dva typy počítačových sietí: lokálne (LAN – LocalAreaNetwork) a globálne (WAN – Wide-AreaNetwork). V niektorých možnostiach klasifikácie sa uvažuje o množstve ďalších typov: mestské, regionálne atď., Všetky tieto typy (v podstate) sú však vo väčšine prípadov variantmi globálnych sietí rôzneho rozsahu. Najbežnejšou možnosťou je klasifikácia sietí na lokálne a globálne na základe geografie. Tie. Lokálna sieť je v tomto prípade chápaná ako súbor konečného počtu počítačov umiestnených v obmedzenom priestore (v rámci jednej budovy alebo susedných budov), prepojených informačné kanály, ktorý má vysokú rýchlosť a spoľahlivosť prenosu dát a je navrhnutý tak, aby riešil komplex vzájomne súvisiacich problémov.

Hardvér počítačovej siete. Topológie lokálnej siete

Všetky počítače účastníkov (užívateľov) pracujúcich v rámci lokálnej siete musia byť schopné vzájomnej interakcie, t.j. byť navzájom prepojené. Spôsob organizácie takýchto spojení výrazne ovplyvňuje vlastnosti lokálnej počítačovej siete a nazýva sa jej topológia (architektúra, konfigurácia). Existujú fyzické a logické topológie. Fyzická topológia lokálnej siete sa týka fyzického umiestnenia počítačov, ktoré sú súčasťou siete, a spôsobu, akým sú navzájom spojené vodičmi. Logická topológia určuje spôsob toku informácií a veľmi často sa nezhoduje s vybranou fyzickou topológiou pre pripojenie účastníkov lokálnej siete.

Fyzické topológie lokálnych sietí

Pri budovaní lokálnych sietí sa používajú štyri hlavné fyzické topológie.

Topológia zbernice (obr. 1) zahŕňa pripojenie všetkých počítačov na jeden spoločný vodič. Na oboch koncoch takéhoto vodiča sú špeciálne zodpovedajúce zariadenia nazývané terminátory. Hlavnými výhodami tejto topológie sú nízke náklady a jednoduchá inštalácia. Nevýhody zahŕňajú ťažkosti s lokalizáciou miesta poruchy a nízku spoľahlivosť: poškodenie kábla kdekoľvek vedie k zastaveniu výmeny informácií medzi všetkými počítačmi v sieti. Vzhľadom na povahu šírenia elektrického signálu, aj keď sú dva počítače pokúšajúce sa o výmenu informácií navzájom fyzicky prepojené, ak na jednom konci takéhoto „prerušenia“ zbernice nie je žiadny terminátor, komunikácia medzi nimi nebude možná.

V kruhovej topológii (obr. 2) je každý účastník siete pripojený k dvom blízkym účastníkom. Výhody a nevýhody sú podobné tým, ktoré sa zvažujú pre topológiu zbernice.

Hviezdicová topológia zahŕňa položenie samostatného kábla pre každý počítač v sieti a pripojenie všetkých účastníkov siete k určitému centru. Stredom hviezdy môže byť počítač alebo špeciálne spojovacie zariadenie nazývané rozbočovač (obr. 3). Výhodou tejto topológie je vyššia spoľahlivosť. Prerušenie ktoréhokoľvek vodiča „odpojí“ iba jedného účastníka. Úzke miesto tejto topológie je hub. Ak sa pokazí, zablokuje sa celá sieť. Nevýhodou je vyššia cena zariadenia (berúc do úvahy nárast celkovej dĺžky vodičov v porovnaní s predchádzajúcimi topológiami, ako aj náklady na dodatočné vybavenie - rozbočovač).

Z hľadiska spoľahlivosti a rýchlosti výmeny informácií najlepšie vlastnosti má plne prepojenú topológiu (obr. 4). V tomto prípade je účastníkom siete poskytnutý samostatný komunikačný kanál s každým ďalším účastníkom. Z hľadiska nákladov je však táto topológia nižšia ako všetky ostatné možnosti.

Uvedené topológie sú základné. Väčšina lokálnych sietí vytvorených v rôznych organizáciách má zložitejšiu štruktúru a sú rôznymi kombináciami vyššie uvedených topológií.

Logické topológie lokálnych sietí

Logická topológia určuje charakter distribúcie informácií v počítačovej sieti. Pri prenose informácií od jedného účastníka siete k druhému účastníkovi sú tieto informácie správne „naformátované“. Prenášané dáta sú formátované v štandardných fragmentoch (pakety, datagramy). Okrem skutočných prenášaných údajov (čísla, texty, obrázky atď.), adresa (prijímača informácií alebo prijímača aj vysielača), riadiace informácie (aby ste mohli skontrolovať, či bol paket prijatý celý alebo iba časť z neho) a množstvo ďalších vecí sa pridáva do paketu.informácie. Uvažujme tri hlavné možnosti pre logické topológie lokálnych počítačových sietí.

Logická zbernica určuje rovnaký prístup do siete pre všetkých účastníkov. V tomto prípade vysielač vloží do siete paket informácií a všetci ostatní účastníci „počujú“ prenášané informácie analyzovať to. Ak predplatiteľ nájde svoju adresu ako súčasť balíka, „nechá si“ tieto informácie pre seba, ak sa ukáže, že adresa je cudzia, ignoruje ju. Ak sa v čase prenosu informácií jedným účastníkom do konverzácie „zapojí“ iný účastník, dôjde k prekrývaniu paketov, ktoré sa nazýva kolízia. Kolízie vedú k „miešaniu“ paketov a neschopnosti zistiť, „kto čo povedal“. Po zistení kolízie sa vysielajúci účastník „odmlčí“ na náhodný časový interval, po ktorom zopakuje pokus o prenos informácie. S veľmi veľkým počtom účastníkov v sieti sa pravdepodobnosť kolízií prudko zvyšuje a sieť sa stáva nefunkčnou.

Logický kruh predpokladá, že informácie prechádzajú celým kruhom a prichádzajú k zdroju, t.j. do bodu, z ktorého bola odoslaná. V tomto prípade každý účastník porovnáva adresu „príjemcu“ so svojou vlastnou. Ak sa adresy zhodujú, informácie sa skopírujú do vyrovnávacej pamäte, paket sa označí ako „prišiel k adresátovi“ a odošle sa ďalšiemu účastníkovi. Ak sa adresy nezhodujú, paket sa prenesie bez akýchkoľvek značiek. Keď účastník dostane balík odoslaný „vlastnou rukou“ a označený ako „prijatý“, neposiela ho ďalej a ďalší účastník siete môže začať pracovať.

Logická hviezdicová topológia (a jej verzia - strom) je zameraná na vytvorenie komunikačného kanála medzi prijímačom a vysielačom pomocou prepínačov. Tie. Pri absencii prepínača je nemožné, aby spolu komunikovali čo i len dvaja účastníci siete. Pri prenose dát od jedného účastníka k druhému všetci ostatní čakajú na koniec prenosu.

Konektory a zásuvky

V súčasnosti sa v lokálnych sieťach používa niekoľko typov vodičov. Na základe fyzikálnej povahy prenášaného signálu sa rozlišujú elektrické vodiče a optické vodiče. Okrem toho je možné zariadenie použiť na organizáciu miestnych počítačových sietí pomocou bezdrôtových kanálov.

Koaxiálny kábel

Koaxiálny kábel (obr. 5) je vodič uzavretý v tieniacom opletení. Vodič je chránený pred kontaktom s opletením rúrkovým izolátorom. Dôležitá charakteristika káblových systémov vo všeobecnosti a koaxiálnych káblov zvlášť je charakteristický odpor alebo impedancia. V lokálnych sieťach sa používa koaxiálny kábel s charakteristickou impedanciou 50 Ohmov a (oveľa menej často) v sieťach ARCnet kábel s charakteristickou impedanciou 93 Ohmov. Existujú dva typy koaxiálnych káblov – hrubý (vonkajší priemer cca 10 mm) a tenký (vonkajší priemer cca 5 mm). S rovnakou charakteristickou hodnotou impedancie pre hrubý a tenký koaxiálny kábel rôzne vlastnosti dĺžkou káblového segmentu a počtom podporovaných účastníkov siete. Na hrubom koaxiálnom kábli maximálna dĺžka segment 500 metrov, maximálny počet bodov pripojenia 100. Tenký koaxiálny kábel má maximálnu dĺžku segmentu 185 metrov, maximálny počet bodov pripojenia 30.