Idag kopplar nätverk och nätverksteknologier samman människor i världens alla hörn och ger dem tillgång till den största lyxen i världen - mänsklig kommunikation. Människor kan kommunicera och leka med vänner i andra delar av världen utan störningar.

Händelserna som äger rum blir kända i alla länder i världen på några sekunder. Alla kan ansluta till Internet och lägga upp sin information.

Nätverksinformationsteknik: rötterna till deras ursprung

Under förra seklets andra hälft utgjorde den mänskliga civilisationen sina två viktigaste vetenskapliga och tekniska grenar - dator och Ungefär ett kvarts sekel utvecklades båda dessa grenar oberoende och inom deras ram skapades dator- respektive telekommunikationsnätverk. Men under det sista kvartalet av 1900-talet, som ett resultat av utvecklingen och interpenetrationen av dessa två grenar av mänsklig kunskap, uppstod vad vi kallar termen "nätverksteknologi", som är en underavdelning av fler allmänt begrepp"informationsteknologi".

Som ett resultat av deras utseende inträffade en ny teknisk revolution i världen. Precis som flera decennier tidigare var markytan täckt av ett nätverk av motorvägar, i slutet av förra seklet befann sig alla länder, städer och byar, företag och organisationer, såväl som enskilda hem, förbundna med "informationsmotorvägar". Samtidigt blev de alla delar av olika dataöverföringsnätverk mellan datorer, där vissa informationsöverföringsteknologier implementerades.

Nätverksteknik: koncept och innehåll

Nätverksteknik är en tillräcklig uppsättning regler för presentation och överföring av information, implementerad i form av så kallade "standardprotokoll", såväl som hårdvara och programvara, Inklusive nätverkskort med drivrutiner, kablar och fiberoptiska linjer, olika kontakter (kontakter).

"Tillräckligheten" av denna uppsättning verktyg innebär att den minimeras samtidigt som möjligheten att bygga ett effektivt nätverk bibehålls. Den bör ha förbättringspotential, till exempel genom att skapa subnät i den som kräver användning av protokoll på olika nivåer, såväl som speciella kommunikatörer, vanligtvis kallade "routrar". Efter förbättring blir nätverket mer tillförlitligt och snabbare, men till priset av att lägga till tillägg till den huvudsakliga nätverkstekniken som utgör dess grund.

Termen "nätverksteknik" används oftast i den snäva mening som beskrivs ovan, men det tolkas ofta brett som vilken uppsättning verktyg och regler som helst för att bygga nätverk av en viss typ, till exempel "lokal datornätverksteknik."

Prototyp av nätverksteknik

Den första prototypen datornätverk, men ännu inte själva nätverket, blev på 60-80-talet. förra århundradets multiterminalsystem. Terminalerna representerade en uppsättning bildskärmar och tangentbord, placerade på stora avstånd från stordatorer och anslutna till dem via telefonmodem eller dedikerade kanaler. Terminalerna lämnade informationscentrets lokaler och var utspridda i hela byggnaden.

Samtidigt, förutom operatören av själva datorn på datorinformationscentret, kunde alla användare av terminalerna ange sina uppgifter från tangentbordet och observera hur de utfördes på bildskärmen och utförde vissa uppgiftshanteringsoperationer. Sådana system, som implementerar både tidsdelnings- och batchbearbetningsalgoritmer, kallades system för fjärrjobbinmatning.

Globala nätverk

Efter multiterminalsystem i slutet av 60-talet. XX-talet Den första typen av nätverk skapades - globala datornätverk (GCN). De kopplade ihop superdatorer, som fanns i enstaka exemplar och lagrade unik data och mjukvara, med stordatorer placerade på upp till många tusen kilometers avstånd, genom telefonnät och modem. Denna nätverksteknik har tidigare testats i multiterminalsystem.

Den första GCS 1969 var ARPANET, som arbetade i det amerikanska försvarsdepartementet och förenade olika typer av datorer med olika operativsystem. De var utrustade med ytterligare moduler för att implementera kommunikationssystem som är gemensamma för alla datorer i nätverket. Det var på den som grunderna för nätverksteknologier som fortfarande används idag utvecklades.

Det första exemplet på konvergensen av dator- och telekommunikationsnätverk

GKS ärvde kommunikationslinjer från äldre och fler globala nätverk— telefonlinjer, eftersom det var mycket dyrt att lägga nya långdistanslinjer. Därför använde de under många år analoga telefonkanaler för överföring till det här ögonblicket dags för bara en konversation. Digital data överfördes över dem med en mycket låg hastighet (tiotals kbit/s), och kapaciteten begränsades till överföring av datafiler och e-post.

Har dock ärvt telefonlinjer kommunikation, GKS tog inte sin grundläggande teknik, baserad på principen om kretskoppling, när varje par av abonnenter tilldelades en kanal med konstant hastighet under hela kommunikationssessionen. GCS använde nya datornätverksteknologier baserade på principen om paketväxling, där data i form av små delar av paket med konstant hastighet skickas till ett icke-switchat nätverk och tas emot av deras mottagare i nätverket med hjälp av adresskoder byggda i pakethuvudena.

Föregångare till lokala nätverk

Utseende i slutet av 70-talet. XX-talet LSI ledde till skapandet av minidatorer med låg kostnad och rik funktionalitet. De började verkligen konkurrera med stora datorer.

Minidatorer av PDP-11-familjen har vunnit stor popularitet. De började installeras i alla, även mycket små produktionsenheter för att hantera tekniska processer och individuella tekniska installationer, samt i företagsledningsavdelningar för att utföra kontorsuppgifter.

Konceptet med fördelat över hela företaget växte fram datorresurser, även om alla minidatorer fortfarande fungerade autonomt.

Framväxten av LAN-nätverk

I mitten av 80-talet. XX-talet tekniker för att kombinera minidatorer i nätverk introducerades, baserade på växling av datapaket, som i GCS.

De gjorde konstruktionen av ett enda företagsnätverk, kallat ett lokalt (LAN) nätverk, till en nästan trivial uppgift. För att skapa den behöver du bara köpa nätverksadaptrar för den valda LAN-tekniken, till exempel Ethernet, ett standardkabelsystem, installera kontakter (kontakter) på dess kablar och ansluta adaptrarna till minidatorn och till varandra med hjälp av dessa kablar. Därefter installerades ett av operativsystemen avsett för att organisera ett LAN-nätverk på datorservern. Efter det började det fungera, och den efterföljande anslutningen av varje ny minidator orsakade inga problem.

Internets oundviklighet

Om tillkomsten av minidatorer gjorde det möjligt att fördela datorresurser jämnt över företagens territorier, så uppträdde det i början av 90-talet. PC ledde till att de gradvis dök upp, först på varje arbetsplats för alla mentalarbetare och sedan i enskilda mänskliga bostäder.

Den relativa billigheten och höga tillförlitligheten hos datorer gav först en kraftfull impuls till utvecklingen av LAN-nätverk och ledde sedan till uppkomsten av ett globalt datornätverk - Internet, som idag täcker alla länder i världen.

Storleken på Internet växer med 7-10 % varje månad. Den representerar kärnan som förbinder olika lokala och globala nätverk av företag och institutioner runt om i världen med varandra.

Om datafiler och e-postmeddelanden i det första skedet huvudsakligen överfördes via Internet, ger det idag främst fjärråtkomst till distribuerade informationsresurser och elektroniska arkiv, till kommersiella och icke-kommersiella informationstjänster i många länder. Dess fritt tillgängliga arkiv innehåller information om nästan alla kunskapsområden och mänsklig verksamhet - från nya trender inom vetenskapen till väderprognoser.

Grundläggande nätverksteknik för LAN-nätverk

Bland dem finns de grundläggande teknikerna på vilka grunden för ett specifikt nätverk kan byggas. Exempel inkluderar sådana välkända LAN-tekniker som Ethernet (1980), Token Ring (1985) och FDDI (sent 80-tal).

I slutet av 90-talet. Ethernet-tekniken har blivit ledande inom LAN-nätverksteknik, och kombinerar sin klassiska version med upp till 10 Mbit/s, samt Fast Ethernet (upp till 100 Mbit/s) och Gigabit Ethernet (upp till 1000 Mbit/s). Alla Ethernet-tekniker har liknande driftprinciper som förenklar underhållet och integrationen av LAN-nätverk som bygger på deras bas.

Under samma period började nätverksfunktioner som implementerar ovanstående nätverksfunktioner byggas in i kärnorna i nästan alla datoroperativsystem. informationsteknologi. Även specialiserade kommunikationsoperativsystem som IOS från Cisco Systems har dykt upp.

Hur GCS-teknologier utvecklades

GKS-tekniker på analoga telefonkanaler, på grund av den höga nivån av distorsion i dem, kännetecknades av komplexa algoritmer för övervakning och dataåterställning. Ett exempel på dem är X.25-tekniken som utvecklades i början av 70-talet. XX-talet Modernare nätverkstekniker är frame relay, ISDN, ATM.

ISDN är en akronym som betyder " digitalt nätverk med integrering av tjänster”, möjliggör videokonferenser på distans. Fjärranslutning säkerställs genom att installera ISDN-adaptrar i datorer, som fungerar många gånger snabbare än något modem. Det finns även speciell programvara som gör att populära operativsystem och webbläsare kan arbeta med ISDN. Men den höga kostnaden för utrustning och behovet av att lägga speciella kommunikationslinjer hindrar utvecklingen av denna teknik.

WAN-tekniker har utvecklats tillsammans med telefonnätverk. Efter tillkomsten av digital telefoni utvecklades en speciell teknologi, Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), som stöder hastigheter på upp till 140 Mbit/s och används av företag för att skapa sina egna nätverk.

Ny Synchronous Digital Hierarchy (SDH)-teknik i slutet av 80-talet. XX-talet utökade kapaciteten för digitala telefonkanaler upp till 10 Gbit/s, och DWDM-tekniken (Dense Wave Division Multiplexing) - upp till hundratals Gbit/s och till och med upp till flera Tbit/s.

Internetteknik

Nätverk är baserade på användningen av hypertext-språk (eller HTML-språk) - ett speciellt märkningsspråk som är en ordnad uppsättning attribut (taggar) som är förimplementerade av webbplatsutvecklare på var och en av deras sidor. Naturligtvis talar vi i det här fallet inte om text eller grafiska dokument (foton, bilder), som redan har "laddats ner" av användaren från Internet, finns i minnet på hans dator och visas genom text eller bilder. Vi pratar om så kallade webbsidor som visas genom program -webbläsare.

Utvecklare av webbplatser skapar dem i HTML-språk (nu har många verktyg och tekniker skapats för detta arbete, gemensamt kallade "webbplatslayout") i form av en uppsättning webbsidor, och webbplatsägare placerar dem på internetservrar på en hyrbil från ägarna av deras minnesservrar (den så kallade "hosting"). De arbetar på Internet dygnet runt och servar användarnas önskemål om att se webbsidorna som är laddade på dem.

Webbläsare på användardatorer som har fått åtkomst via sin Internetleverantörs server till en specifik server, vars adress finns i namnet på den begärda webbplatsen, får åtkomst till denna webbplats. Vidare, genom att analysera HTML-taggarna för varje sida som visas, bildar webbläsare dess bild på skärmen på det sätt det var tänkt av webbplatsutvecklaren - med alla rubriker, teckensnitt och bakgrundsfärger, olika inlägg i form av foton, diagram, bilder etc.

Ett datornätverk är en sammanslutning av flera datorer för att gemensamt lösa informations- och datorproblem.

Nyckelbegreppet för nätverksteknik är en nätverksresurs, vilket kan förstås som hårdvara och mjukvarukomponenter, deltar i processen att dela - i processen för nätverksinteraktion. Åtkomst till nätverksresurser tillhandahålls av nätverkstjänster (nättjänster)

De grundläggande begreppen för nätverksteknologier inkluderar begrepp som server, klient, kommunikationskanal, protokoll och många andra. Men konceptet med en nätverksresurs och en nätverkstjänst (tjänst) är grundläggande, eftersom behovet av att organisera arbetet baserat på delning av datorresurser, och därför skapandet av nätverksresurser och motsvarande nätverkstjänster, är grundorsaken till skapandet av själva datornätverk.

Markera fem typer av nätverkstjänster: fil, utskrift, meddelanden, applikationsdatabaser.

Filtjänst — implementerar centraliserad lagring och delning av filer. Detta är en av de viktigaste nätverkstjänsterna, den kräver närvaron av några nätverkslagring filer (lokal nätverksfilserver, ftp-server, etc.), samt användning av olika säkerhetsmekanismer (åtkomstkontroll, filversionskontroll, säkerhetskopiering av information).

Utskriftstjänst — ger möjligheter till centraliserad användning av skrivare och andra utskriftsanordningar. Den här tjänsten accepterar utskriftsjobb, hanterar jobbkön och organiserar användarinteraktion med nätverksskrivare. Teknik för nätverksutskrift är mycket bekväm i en mängd olika datornätverk, eftersom den gör det möjligt att minska antalet skrivare som krävs, vilket i slutändan gör att du kan minska kostnaderna eller använda bättre utrustning.

Meddelandetjänst — låter dig organisera informationsutbyte mellan användare av ett datornätverk. Meddelanden i detta fall bör betraktas som textmeddelanden (E-post, meddelanden från nätverkssnabbmeddelanden) och mediameddelanden olika system röst- och videokommunikation.

Databastjänst — är utformad för att organisera centraliserad lagring, sökbearbetning och säkerställa dataskydd av olika informationssystem. Till skillnad från enkel förvaring och fildelning, tillhandahåller och hanterar databastjänsten, vilket inkluderar att skapa, ändra, ta bort data, säkerställa dess integritet och skydd.

Ansökningstjänst — tillhandahåller en arbetsmetod där applikationen startas på användarens dator inte från en lokal källa utan från ett datornätverk. Sådana applikationer kan använda serverresurser för datalagring och beräkning. Fördelen med att använda nätverksapplikationer är möjligheten att använda dem var som helst anslutna till ett datornätverk utan att behöva installera applikationen på lokal dator, möjligheten för flera användare att samarbeta, "transparent" uppdatering programvara, möjligheten att använda kommersiell programvara på prenumerationsbasis.

Applikationstjänster är den nyaste och snabbast växande typen av nätverkstjänster. Ett bra exempel kontorsnätverksapplikationer kan tjäna här Googles onlinetjänster Kör och Microsoft Office 365.

Historien om uppkomsten av datornätverk är direkt relaterad till utvecklingen av datorteknik. De första kraftfulla datorerna (de så kallade stordatorerna) ockuperade rum och hela byggnader. Proceduren för att förbereda och bearbeta data var mycket komplex och tidskrävande. Användare förberedde hålkort som innehöll data och programkommandon och skickade dem till datorcentret. Operatörer skrev in dessa kort i en dator, och användarna fick vanligtvis utskrivna resultat först nästa dag. Denna metod för nätverksinteraktion förutsatte helt centraliserad bearbetning och lagring.

Stordator- en högpresterande allmändator med en betydande mängd RAM och externt minne, designad för att utföra intensivt datorarbete. Vanligtvis arbetar många användare med stordatorn, som var och en endast har terminal saknar egen datorkraft.

Terminal(från latin terminalis - relaterat till slutet)

Datorterminal- in-/utgångsenhet, arbetsplats på fleranvändardatorer, bildskärm med tangentbord. Exempel på terminalenheter: konsol, terminalserver, tunn klient, terminalemulator, telnet.

Värd(från den engelska värden - värd som tar emot gäster) - vilken enhet som helst som tillhandahåller tjänster i "klient-server"-formatet i serverläge över alla gränssnitt och är unikt definierade på dessa gränssnitt. I ett mer specifikt fall kan en värd förstås som vilken dator, server som helst som är ansluten till ett lokalt eller globalt nätverk.

Datornätverk (datornätverk, datanätverk) - ett kommunikationssystem för datorer och/eller datorutrustning (servrar, routrar och annan utrustning). För att överföra information kan olika fysiska fenomen användas, vanligtvis olika typer av elektriska signaler eller elektromagnetisk strålning.

Ett interaktivt driftsätt skulle vara mer bekvämt och effektivt för användarna, där de snabbt kan hantera behandlingen av sina data från terminalen. Men användarnas intressen försummades till stor del i de tidiga stadierna av utvecklingen av datorsystem, eftersom batch-läge- detta är det mest effektiva användningssättet beräkningskraft, eftersom det låter dig utföra fler användaruppgifter per tidsenhet än något annat läge. Lyckligtvis kan de evolutionära processerna inte stoppas, och på 60-talet började de första interaktiva multiterminalsystemen att utvecklas. Varje användare fick en terminal till sitt förfogande, med vars hjälp han kunde föra en dialog med datorn. Och även om datorkraften var centraliserad, distribuerades datainmatnings- och utdatafunktioner. Denna interaktionsmodell kallas ofta "terminal-värd" . Den centrala datorn måste köra ett operativsystem som stöder denna interaktion, vilket kallas centraliserad datoranvändning. Dessutom kan terminalerna vara belägna inte bara på datorcentrets territorium, utan också vara spridda över ett stort territorium av företaget. I själva verket var detta prototypen av den första lokala nätverk (LAN). Även om en sådan maskin fullt ut tillhandahåller datalagrings- och beräkningsmöjligheter, är det inte nätverksinteraktion att ansluta fjärrterminaler till den, eftersom terminalerna, som i själva verket är perifera enheter, endast tillhandahåller transformation av formen av information, men inte dess bearbetning.

Figur 1. Multiterminalsystem

Lokalt nätverk (LAN), (lokalt nätverk, slang lokalt område; engelska Local AreaNetwork, LAN ) - ett datornätverk som vanligtvis täcker en relativt liten yta eller en liten grupp av byggnader (hem, kontor, företag, institut)

Dator (engelsk dator - "kalkylator"),dator (elektronisk dator)- en dator för att överföra, lagra och bearbeta information.

Termen "dator" och förkortningen "EVM" (elektronisk dator), antagen i Sovjetunionen, är synonyma. Men efter framträdandet personliga datorer, Termen "dator" tvingades praktiskt taget bort från vardagsbruk.

Persondator, PC (engelsk persondator,PC ), personlig dator en dator avsedd för personligt bruk, vars pris, storlek och kapacitet tillgodoser behoven hos ett stort antal människor. Datorn, skapad som en datormaskin, används dock allt mer som ett verktyg för att komma åt datornätverk. .

1969 beslutade det amerikanska försvarsdepartementet att i händelse av krig behövde Amerika ett pålitligt informationsöverföringssystem. Advanced Research Projects Agency (ARPA) föreslog att man skulle utveckla ett datornätverk för detta ändamål. Utvecklingen av ett sådant nätverk anförtroddes University of California i Los Angeles, Stanford Research Center, University of Utah och University of California i Santa Barbara. Det första testet av tekniken inträffade den 29 oktober 1969. Nätverket bestod av två terminaler, varav den första var belägen vid University of California, och den andra, 600 km bort, vid Stanford University.

Datanätverket kallades ARPANET; inom ramen för projektet förenade nätverket fyra angivna vetenskapliga institutioner, allt arbete finansierades av det amerikanska försvarsdepartementet. Sedan började ARPANET-nätverket aktivt växa och utvecklas, forskare från olika vetenskapsområden började använda det.

I början av 70-talet inträffade ett tekniskt genombrott i produktionen av datorkomponenter - stora integrerade kretsar (LSI) dök upp. Deras relativt låga kostnad och höga funktionalitet har lett till skapandet av mini- dator (elektroniska datorer), som blev riktiga konkurrenter till stordatorer. Mini-dator eller mini- datorer (inte att förväxla med moderna minidatorer), utförde uppgifter för att hantera teknisk utrustning, lager och andra uppgifter på företagsavdelningsnivå. Således uppstod konceptet att distribuera datorresurser i hela företaget. Men alla datorer i en organisation fortsatte att arbeta självständigt.

Figur 2. Autonom användning av flera minidatorer i ett företag

Det var under denna period, när användare fick tillgång till fullfjädrade datorer, som lösningen att kombinera enskilda datorer för att utbyta data med andra närliggande datorer var mogen. I varje enskilt fall löstes detta problem på sitt eget sätt. Som ett resultat dök de första lokala datornätverken upp.

Eftersom den kreativa processen var spontan, och det inte fanns någon enskild lösning för att koppla ihop två eller flera datorer, var det inte fråga om några nätverksstandarder.

Samtidigt kopplades de första utländska organisationerna från Storbritannien och Norge till nätverket ARPANET 1973, och nätverket blev internationellt. Parallellt med ARPANET började andra nätverk av universitet och företag att dyka upp och utvecklas.

1980 föreslogs det att länka samman ARPANET och CSnet (Computer Science Research Network) genom en gateway som använder TCP/IP-protokoll så att alla delmängder av CSnet-nätverken skulle ha tillgång till en gateway på ARPANET. Denna händelse ledde till en överenskommelse på metoden för internetwork kommunikation mellan en gemenskap av oberoende datornätverk, kan betraktas som utseendet Internet i sin moderna förståelse.

Figur 3. Alternativ för att ansluta en PC till det första LAN

I mitten av 80-talet började situationen i lokala nätverk att förändras. Standardtekniker för att ansluta datorer till ett nätverk har etablerats - Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, lite senare - FDDI. En kraftfull stimulans för deras utveckling var personliga datorer. Dessa enheter har blivit en idealisk lösning för att skapa ett LAN. Å ena sidan hade de tillräcklig kraft för att bearbeta enskilda uppgifter, och samtidigt behövde de helt klart kombinera sin datorkraft för att lösa komplexa problem.

Alla standardtekniker lokala nätverk förlitade sig på samma växlingsprincip, som framgångsrikt testades och visade sina fördelar vid överföring av datatrafik i globala datornätverk - paketväxlingsprincip .

Internet (uttalas [internet]; engelska Internet, förkortat från Interconnected Networks -sammankopplade nätverk; slang. Nej nej) - globalt telekommunikationsnätverk av informations- och datorresurser. Fungerar som en fysisk grund för World Wide Web Bred WEB) . Benämns ofta som World Wide Web, Global Network, eller bara Netto.

Standardnätverksteknologier har gjort uppgiften att bygga ett lokalt nätverk nästan trivialt. För att skapa ett nätverk räckte det med att köpa till exempel nätverksadaptrar av lämplig standard Ethernet , standardkabel, anslut adaptrarna till kabeln med standardkontakter och installera en av de populära nätverken operativsystem, till exempel Novell NetWare. Efter detta började nätverket fungera, och den efterföljande anslutningen av varje ny dator orsakade inga problem - naturligtvis om en nätverksadapter med samma teknik installerades på den.

Figur 4. Ansluta flera datorer med ett "gemensamt buss"-schema.

Nätverkskort , också känd somnätverkskort, nätverksadapter, Ethernet-adapter, NIC (engelsk nätverksgränssnittskontroller) - en kringutrustning som gör att datorn kan interagera med andra enheter i nätverket.

Operativsystem, OS (engelsk operativsystem) - en grundläggande uppsättning datorprogram som tillhandahåller ett användargränssnitt, kontroll av datorhårdvara, arbete med filer, inmatning och utmatning av data och exekvering av applikationsprogram och verktyg.

Nätverksteknik - detta är en överenskommen uppsättning standardprotokoll och mjukvara och hårdvara som implementerar dem (till exempel nätverksadaptrar, drivrutiner, kablar och kontakter), tillräckligt för att bygga ett datornätverk. Epitetet "tillräckligt" betonar det faktum att denna uppsättning representerar den minsta uppsättningen verktyg som du kan bygga ett fungerande nätverk med. Kanske kan detta nätverk förbättras, till exempel genom att tilldela subnät i det, vilket omedelbart kommer att kräva, förutom standard Ethernet-protokoll, användningen av IP-protokollet, såväl som speciella kommunikationsenheter - routrar. Ett förbättrat nätverk kommer sannolikt att vara mer tillförlitligt och snabbare, men på bekostnad av tillägg till verktygen Ethernet-teknik, som låg till grund för nätverket.

Termen "nätverksteknik" används oftast i den snäva betydelsen som beskrivs ovan, men ibland används dess utökade tolkning också som vilken uppsättning verktyg och regler som helst för att bygga ett nätverk, till exempel "end-to-end routing-teknik." "säker kanalteknik", "IP-teknik." nätverk."

De protokoll som ett nätverk av en viss teknik bygger på (i snäv mening) utvecklades specifikt för gemensamt arbete, så nätverksutvecklaren kräver inte ytterligare ansträngningar för att organisera sin interaktion. Ibland kallas nätverkstekniker grundläggande teknologier, med tanke på att grunden för alla nätverk byggs på deras bas. Exempel på grundläggande nätverksteknologier inkluderar, förutom Ethernet, sådana välkända lokala nätverksteknologier som Token Ring och FDDI, eller X.25 och frame relay-teknologier för territoriella nätverk. För att få ett fungerande nätverk i det här fallet räcker det att köpa mjukvara och hårdvara relaterad till samma grundläggande teknik - nätverkskort med drivrutiner, nav, switchar, kabelsystem etc. - och ansluta dem i enlighet med kraven i standarden för denna teknik.

Skapande av standardteknik för lokala nätverk

I mitten av 80-talet började situationen i lokala nätverk att förändras dramatiskt. Standardtekniker för att ansluta datorer till ett nätverk har etablerats - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Persondatorer fungerade som en kraftfull stimulans för deras utveckling. Dessa råvaruprodukter var idealiska element för att bygga nätverk - å ena sidan var de tillräckligt kraftfulla för att köra nätverksprogram, men å andra sidan behövde de helt klart slå samman sin datorkraft för att lösa komplexa problem, samt dela på dyra kringutrustning och diskarrayer. Därför började persondatorer att dominera i lokala nätverk, inte bara som klientdatorer, utan också som datalagrings- och bearbetningscenter, det vill säga nätverksservrar, som förskjuter minidatorer och stordatorer från dessa välbekanta roller.

Standardnätverkstekniker har förvandlat processen att bygga ett lokalt nätverk från en konst till en rutinuppgift. För att skapa ett nätverk räckte det med att köpa nätverksadaptrar av lämplig standard, till exempel Ethernet, en standardkabel, ansluta adaptrarna till kabeln med standardkontakter och installera ett av de populära nätverksoperativsystemen på datorn, till exempel, NetWare. Efter detta började nätverket fungera och att ansluta varje ny dator orsakade inga problem - naturligtvis om en nätverksadapter med samma teknik installerades på den.

Lokala nätverk har, i jämförelse med globala nätverk, introducerat många nya saker i hur användarna organiserar sitt arbete. Tillgång till delade resurser blev mycket bekvämare - användaren kunde helt enkelt se listor över tillgängliga resurser, snarare än att komma ihåg deras identifierare eller namn. Efter anslutning till en fjärrresurs var det möjligt att arbeta med den med hjälp av kommandon som användaren redan känner till från att arbeta med lokala resurser. Konsekvensen och samtidigt drivkraften för dessa framsteg var uppkomsten av ett stort antal icke-professionella användare som inte behövde lära sig speciella (och ganska komplexa) kommandon för nätverksarbete. Och lokala nätverksutvecklare fick möjligheten att implementera alla dessa bekvämligheter som ett resultat av uppkomsten av högkvalitativa kabelkommunikationslinjer, på vilka även första generationens nätverksadaptrar gav dataöverföringshastigheter på upp till 10 Mbit/s.

Naturligtvis kunde utvecklarna av globala nätverk inte ens drömma om sådana hastigheter - de var tvungna att använda de kommunikationskanaler som fanns tillgängliga, eftersom att lägga nya kabelsystem för datanätverk tusentals kilometer långa skulle kräva kolossala kapitalinvesteringar. Och "till hands" fanns det bara telefonkommunikationskanaler, dåligt lämpade för höghastighetsöverföring av diskreta data - en hastighet på 1200 bps var en bra prestation för dem. Därför har ekonomisk användning av kommunikationskanalbandbredd ofta varit huvudkriteriet för effektiviteten av dataöverföringsmetoder i globala nätverk. Under dessa förhållanden har olika procedurer för transparent åtkomst till fjärrresurser, standard för lokala nätverk, för globala nätverk länge varit en oöverkomlig lyx.

Moderna tendenser

Idag fortsätter datornätverk att utvecklas, och det ganska snabbt. Klyftan mellan lokala och globala nätverk minskar ständigt, till stor del på grund av framväxten av höghastighets territoriella kommunikationskanaler som inte är sämre i kvalitet än lokala nätverkskabelsystem. I globala nätverk visas resursåtkomsttjänster som är lika bekväma och transparenta som lokala nätverkstjänster. Liknande exempel visas i stort antal av det mest populära globala nätverket - Internet.

Lokala nätverk förändras också. Istället för en passiv kabel som ansluter datorer dök en mängd olika kommunikationsutrustning upp i dem i stora mängder - switchar, routrar, gateways. Tack vare denna utrustning blev det möjligt att bygga stora företagsnätverk med tusentals datorer och en komplex struktur. Intresset för stora datorer har återuppstått, till stor del på grund av att efter att euforin över det lätta att arbeta med persondatorer lagt sig, blev det tydligt att system bestående av hundratals servrar var svårare att underhålla än flera stora datorer. Därför, i en ny omgång av den evolutionära spiralen, började stordatorer att återvända till företagens datorsystem, men som fullfjädrade nätverksnoder som stöder Ethernet eller Token Ring, såväl som TCP/IP-protokollstacken, som blev tack vare Internet nätverksstandard de facto.

En annan mycket viktig trend har dykt upp som påverkar både lokala och globala nätverk lika mycket. De började bearbeta information som tidigare var ovanlig för datornätverk - röst, videobilder, ritningar. Detta krävde förändringar av driften av protokoll, nätverksoperativsystem och kommunikationsutrustning. Svårigheten att överföra sådan multimediainformation över ett nätverk är förknippad med dess känslighet för förseningar i överföringen av datapaket - förseningar leder vanligtvis till förvrängning av sådan information vid nätverkets ändnoder. Eftersom traditionella nätverkstjänster som filöverföring eller e-post genererar latens-okänslig trafik, och alla nätverkselement utformades med latens i åtanke, har tillkomsten av realtidstrafik skapat stora problem.

Idag löses dessa problem på olika sätt, bland annat med hjälp av ATM-teknik speciellt utformad för överföring av olika typer av trafik.Men trots att betydande ansträngningar görs i denna riktning är en acceptabel lösning på problemet fortfarande långt borta. och mycket återstår att göra på detta område för att uppnå det omhuldade målet - sammanslagning av teknologier, inte bara av lokala och globala nätverk, utan också tekniken i alla informationsnätverk - dator, telefon, tv, etc. Även om denna idé idag verkar som en utopi för många, seriösa experter tror att förutsättningarna för en sådan syntes redan finns, och deras åsikter skiljer sig bara åt när det gäller att bedöma de ungefärliga villkoren för en sådan sammanslagning - villkoren kallas från 10 till 25 år. Dessutom tror man att grunden för enande kommer att vara den paketväxlingsteknik som används idag dator nätverk snarare än kretskopplingstekniken som används inom telefoni, vilket förmodligen borde öka intresset för denna typ av nät.

Modern nätverksteknik

Planen

Vad är ett lokalt nätverk?

Hårdvara för datornätverk. Lokala nätverkstopologier

Fysiska topologier för lokala nätverk

Logiska topologier för lokala nätverk

Kontakter och uttag

Koaxialkabel

tvinnat par

Överföra information via fiberoptiska kablar

Kommunikationsutrustning

Utrustning och teknik trådlösa nätverk

Teknik och protokoll för lokala nätverk

Adressering av datorer i nätverket och grundläggande nätverksprotokoll

Nätverksfaciliteter för MS Windows operativsystem

Koncept för nätverksresurshantering

Möjligheterna i MS Windows-familjen av operativsystem för att organisera arbetet i ett lokalt nätverk

Konfigurera nätverkskomponentinställningar

Konfigurera anslutningsinställningar

Ansluta en nätverksskrivare

Förbindelse nätverksenhet

Vad är ett lokalt nätverk?

Problemet med att överföra information från en dator till en annan har funnits sedan datorernas tillkomst. För att lösa det användes olika tillvägagångssätt. Det vanligaste tillvägagångssättet med "kurir" på senare tid var att kopiera information till flyttbara media (GMD, CD, etc.), överföra den till destinationen och kopiera den igen, men från det flyttbara mediet till mottagarens dator. För närvarande ger sådana metoder för att flytta information vika för nätverksteknik. De där. datorer är anslutna till varandra på något sätt, och användaren kan överföra information till sin destination utan att lämna skrivbordet.

Helhet datorenheter, som har förmågan att kommunicera med varandra, brukar kallas ett datornätverk. I de flesta fall finns det två typer av datornätverk: lokala (LAN - LocalAreaNetwork) och globala (WAN - Wide-AreaNetwork). I vissa klassificeringsalternativ övervägs ett antal ytterligare typer: urbana, regionala, etc., men alla dessa typer (i huvudsak) är i de flesta fall varianter av globala nätverk av olika skalor. Det vanligaste alternativet är att klassificera nätverk i lokala och globala utifrån geografi. De där. I detta fall förstås ett lokalt nätverk som en samling av ett ändligt antal datorer placerade i ett begränsat område (inom en byggnad eller angränsande byggnader), anslutna informationskanaler, med hög hastighet och tillförlitlighet för dataöverföring och designad för att lösa ett komplex av sammanhängande problem.

Hårdvara för datornätverk. Lokala nätverkstopologier

Alla datorer hos abonnenter (användare) som arbetar inom det lokala nätverket måste kunna interagera med varandra, d.v.s. vara förbundna med varandra. Sättet som sådana anslutningar är organiserade påverkar avsevärt egenskaperna hos det lokala datornätverket och kallas dess topologi (arkitektur, konfiguration). Det finns fysiska och logiska topologier. Den fysiska topologin för ett lokalt nätverk hänvisar till den fysiska placeringen av datorerna som ingår i nätverket och hur de är anslutna till varandra med ledare. Den logiska topologin bestämmer hur information flödar och sammanfaller mycket ofta inte med den valda fysiska topologin för att ansluta lokala nätverksabonnenter.

Fysiska topologier för lokala nätverk

Det finns fyra huvudsakliga fysiska topologier som används för att bygga lokala nätverk.

Busstopologin (fig. 1) innebär att alla datorer kopplas till en gemensam ledare. I båda ändarna av en sådan ledare finns speciella matchningsanordningar som kallas terminatorer. De främsta fördelarna med denna topologi är låg kostnad och enkel installation. Nackdelar inkluderar svårigheten att lokalisera platsen för felet och låg tillförlitlighet: skada på kabeln någonstans leder till att informationsutbytet mellan alla datorer i nätverket upphör. På grund av utbredningen av elektrisk signal, även om två datorer som försöker utbyta information är fysiskt anslutna till varandra, om det inte finns någon terminator i ena änden av ett sådant "avbrott" av bussen, kommer kommunikation mellan dem att vara omöjlig.

I en ringtopologi (fig. 2) är varje nätabonnent ansluten till två närliggande abonnenter. Fördelarna och nackdelarna liknar de som anses för busstopologin.

Stjärntopologin innebär att man lägger en separat kabel för varje dator i nätverket och kopplar alla nätverksabonnenter till ett visst center. Stjärnans centrum kan vara en dator eller en speciell anslutningsenhet som kallas ett nav (fig. 3). Fördelen med denna topologi är högre tillförlitlighet. Ett avbrott i någon ledare "kopplar bort" endast en abonnent. Flaskhalsen i denna topologi är navet. Om det går sönder blockeras hela nätverket. Nackdelen är den högre kostnaden för utrustningen (med hänsyn till ökningen av ledarnas totala längd i jämförelse med tidigare topologier, såväl som kostnaden för ytterligare utrustning - ett nav).

När det gäller tillförlitlighet och hastighet av informationsutbyte bästa egenskaper har en helt ansluten topologi (fig. 4). I detta fall förses nätabonnenter med en separat kommunikationskanal med var och en av de andra abonnenterna. Men när det gäller kostnad är denna topologi sämre än alla andra alternativ.

Listade topologierär grundläggande. De flesta lokala nätverk som skapas i olika organisationer har en mer komplex struktur och är olika kombinationer av ovanstående topologier.

Logiska topologier för lokala nätverk

Logisk topologi bestämmer arten av informationsdistribution över ett datornätverk. När information överförs från en nätabonnent till en annan abonnent är denna information korrekt "formaterad". Den överförda datan formateras i standardfragment (paket, datagram). Förutom de faktiska överförda uppgifterna (nummer, texter, bilder etc.), adressen (till informationsmottagaren eller både mottagare och sändare), styrinformation (så att du kan kontrollera om paketet tagits emot helt eller bara delvis) av det) och ett antal andra saker läggs till i paketinformationen. Låt oss överväga tre huvudalternativ för logiska topologier för lokala datornätverk.

Den logiska bussen bestämmer lika åtkomst till nätet för alla abonnenter. I det här fallet lägger sändaren ett paket med information in i nätverket, och alla andra abonnenter "hör" överförd information analysera det. Om abonnenten hittar sin adress som en del av paketet "behåller" han denna information för sig själv, om adressen visar sig vara någon annans ignorerar han den. Om, vid tidpunkten för överföring av information från en abonnent, en annan abonnent "ingriper" i konversationen, uppstår en överlappning av paket, kallad en kollision. Kollisioner leder till "blandning" av paket och oförmåga att ta reda på "vem som sa vad." Efter att ha upptäckt en kollision, "tynar den sändande abonnenten" under ett tidsintervall av slumpmässig varaktighet, varefter den upprepar försöket att överföra information. Med ett mycket stort antal abonnenter i nätet ökar sannolikheten för kollisioner kraftigt, och nätet blir obrukbart.

Den logiska ringen förutsätter att information går full cirkel och kommer till källan, d.v.s. till den punkt från vilken den skickades. I det här fallet jämför varje abonnent "mottagarens" adress med sin egen. Om adresserna stämmer överens, kopieras informationen till en buffert, paketet markeras som "nådde adressaten" och sänds till nästa abonnent. Om adresserna inte stämmer överens, sänds paketet utan några märken. När en abonnent har fått ett paket skickat "med sin egen hand" och markerat med "accepterat" sänder han det inte vidare och en annan nätabonnent kan börja arbeta.

Den logiska stjärntopologin (och dess version - träd) är fokuserad på att etablera en kommunikationskanal mellan mottagaren och sändaren med hjälp av switchar. De där. I avsaknad av en switch är det omöjligt för ens två nätabonnenter att kommunicera med varandra. Vid överföring av data från en abonnent till en annan väntar alla andra på slutet av överföringen.

Kontakter och uttag

För närvarande används flera typer av ledare i lokala nätverk. Baserat på den sända signalens fysiska natur görs en skillnad mellan elektriska ledare och optiska ledare. Dessutom kan utrustning användas för att organisera lokala datornätverk med hjälp av trådlösa kanaler.

Koaxialkabel

En koaxialkabel (fig. 5) är en ledare innesluten i en skärmande fläta. Ledaren skyddas från kontakt med flätan av en rörformad isolator. Viktig egenskap kabelsystem i allmänhet och koaxialkabel i synnerhet är den karakteristiska resistansen eller impedansen. I lokala nätverk används en koaxialkabel med en karakteristisk impedans på 50 Ohm och (mycket mindre ofta) i ARCnet-nät används en kabel med en karakteristisk impedans på 93 Ohm. Det finns två typer av koaxialkabel - tjock (ytterdiameter ca 10 mm) och tunn (ytterdiameter ca 5 mm). Med samma karakteristiska impedansvärde för en tjock och tunn koaxialkabel olika egenskaper av längden på kabelsegmentet och antalet nätabonnenter som stöds. På en tjock koaxialkabel maximal längd segment 500 meter, max antal anslutningspunkter 100. Tunn koaxialkabel har en maximal segmentlängd på 185 meter, max antal anslutningspunkter 30.