Принципы построения и аппаратные компоненты компьютерных сетей

Компью́терная сеть — два или более устройства (компьютеров, серверов, смартфонов и т. д.), объединённых линиями связи для обмена информацией.

Узлы сети — все устройства, объединённые в сеть (и компьютеры, и вспомогательные устройства)^[2].

Топология сетей — это способ объединения компьютеров между собой.

Канал связи — это любая физическая среда, используемая для передачи информации от одного компьютера к другому.

Се́рвер — выделенный компьютер, предоставляющий свои ресурсы (файлы, программы и др.) в общее использование.

Клиент — это компьютер, использующий ресурсы сервера.

Существует классификация компьютерных сетей по территориальной распространённости или по «радиусу охвата». К ним относятся:

Сеть, построенная «вокруг» человека, которая используется для передачи данных между персональными устройствами: компьютеры, ноутбуки, телефоны, планшеты. Персональные сети могут использоваться как для информационного взаимодействия отдельных устройств между собой, так и для соединения их с сетями более высокого уровня, например, глобальной сети Интернет.

Такая сеть объединяет компьютеры, установленные в одном здании и обеспечивает совместный доступ к ресурсам компьютеров, а также к периферийным устройствам (принтерам, сканерам, дискам, модемам и др.), подключённым к сети. В небольших локальных сетях все компьютеры равноправны. Такие сети называются одноранговыми.

Сети с большим количеством пользователей организуют с помощью выделенного сервера. На жёстком диске такого сервера размещают файлы (данные и программы), к которым получают доступ другие компьютеры сети — клиенты. Всем пользователям сети может быть доступно периферийное оборудование, подключённое к серверу.

Сеть компьютеров одной организации, возможно находящихся в разных районах, городах.

Сеть, объединяющая компьютеры в пределах одного региона (района, посёлка, города и др.).

Такая сеть соединяет компьютеры на сколь угодно больших расстояниях друг от друга.

Наиболее известной и самой обширной глобальной компьютерной сетью является Интернет. Эта сеть объединяет многочисленные локальные, региональные и корпоративные сети, а также компьютеры отдельных пользователей, распределённые по всему миру.

Существуют три основных способа соединения компьютеров в сети:

• Общая ши́на

В такой сети все компьютеры сети обмениваются данными по одному каналу связи. Отправляемое одним компьютером сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет кому адресовано сообщение, — если сообщение адресовано ей, то обрабатывает его. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, — последовательно — потому что линия связи единственная. На концах шины включают специальные устройства — терминаторы. Без этих устройств сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной.

• Звезда

В этой схеме все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (называемому коммутатор), через который идёт весь обмен данными. Коммутатор отдаёт пакет только адресату, а не всем компьютерам сети. Образуется сегмент сети. Подобный сегмент может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии. Весь обмен информацией идёт исключительно через центральный компьютер, на который возлагается очень большая нагрузка.

• Кольцо

В этой сети каждый компьютер соединён линиями связи только с двумя соседними: от одного он получает информацию, а другому передаёт. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

По типу каналов передачи данных компьютерные сети делятся на:

• проводные (кабельные) — средой передачи данных являются кабели;
• беспроводные — средой передачи являются радиоволны в определённом частотном диапазоне.

Существует множество сетевых устройств, используемых для создания, сегментирования и усовершенствования сети. Основными из них являются сетевые адаптеры, повторители, усилители, мосты, маршрутизаторы и шлюзы^[3].

• Сетевые адаптеры (карты) — устройства, передающие и принимающие сигналы, распространяемые по каналам связи. Они физически выполняют функцию сопряжения компьютера с сетью^[4].
• Коммутаторы, мосты, маршрутизаторы, шлюзы — используются для соединения подсетей (логических сегментов) и различных компьютерных сетей в качестве межсетевого интерфейса.
• Концентраторы— используются для объединения нескольких компьютеров в требуемую конфигурацию локальной компьютерной сети.
• Модемы — используются в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения.