Структура компьютерной сети

По размеру охватываемой территории различают следующие сети:

• • малые локальные или домашние (радиус от нескольких метров до десятков метров);
• • локальные (радиус от сотен метров до нескольких десятков километров);
• • распределенные (радиус от сотен до нескольких тысяч километров);
• • глобальные (охватывающие несколько или все континенты земного шара).

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

Структура локальных сетей может быть различна:

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

Рис. 10.1. Линейная шина.

• 2. Кольцо соединяет все компьютеры друг с другом последовательно (рис. 10.2). При наличии повреждений сеть либо перестает работать целиком, либо «разваливается» на отдельные работающие сектора. В настоящее время кольцевая структура сети применяется редко, поскольку, как и линейная шина, не обеспечивает должной безопасности. Любой из включенных компьютеров может «прослушивать» всю информацию, передаваемую по сети.
• 3. Полносвязная сеть (рис. 10.3) строится по принципу соединения компьютеров «каждый с каждым» потенциальным клиентом. При простоте структуры, а следовательно и кажущейся легкости в управлении, полносвязная сеть требует большого количества линий связи и значительного числа сетевых портов в каждом компьютере. Сеть оказыва-

Рис. 10.2. Кольцо.

Рис. 10.3. Полносвязная сеть.

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

• 4. Распределенная звезда (рис. 10.4). В центре расположено пассивное (неуправляемое программно) устройство коммутации — концентратор, исключающий попадание передаваемой информации «в чужие руки», т. е. на компьютер, не участвующий в данный момент в информационном обмене.
• 5. Звезда — наиболее распространенная в настоящее время структура локальных сетей. В центре структуры расположено активное (управляемое программно) устройство коммутации — сервер (рис. 10.5).

Рис. 10.4. Распределенная звезда.

Рис. 10.3. Звезда.

Основные элементы локальной сети

Сервер — компьютер, «руководящий обслуживанием» в сети с помощью своих устройств, программ и данных, предоставляющий другим компьютерам (рабочим станциям сети, клиентам) услуги по связи, получению, пересылке и обработке информации, а также совместно используемые ресурсы.

Строго говоря, сервером называется программа, устанавливаемая на компьютер для обслуживания совместной работы в сети других компьютеров. Но поскольку через подобный компьютер «протекает» большое количество информации, его аппаратную часть стараются сделать более мощной. Увеличивают объемы оперативной и дисковой памяти, применяют более быстродействующие процессоры, устанавливают либо несколько обычных сетевых карг, либо сетевые устройства: коммутаторы (свитчи), маршрутизаторы (роутеры). По этой причине сервером называют и компьютер, «руководящий обслуживанием» в сети. Обычно сервер работает круглосуточно для обеспечения бесперебойного доступа к размещенной на нем информации.

Рабочая станция, или хост (host), — компьютер, подключенный к сети и имеющий в сети собственный адрес. Это может быть как сервер, так и клиентский компьютер.

Клиент — компьютер в локальной сети, на котором пользователь запускает прикладные программы и с которого обращается к серверу за обеспечением связи с другими компьютерами и доступом к сетевым ресурсам (файлам, программам и устройствам). В отличие от сервера клиент хотя и подключен физически к сети, в отдельные моменты времени может быть логически (программно) отключен от нее. Еще одно отличие — у клиента в разные моменты времени может быть как постоянный, так и разный (меняющийся в каждом сеансе работы в сети) адрес.

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

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

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

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

Коммутатор, или свитч (switch, switching hub), — коммуникационное устройство, в котором возможна параллельная независимая обработка информации, поступающей на разные порты (входы). Это отличает его от моста, где информация, поступающая с разных портов, обрабатывается друг за другом (последовательно).

Маршрутизатор (router) — комплекс программных и аппаратных средств, обеспечивающих в сети передачу по назначению (по заданному маршруту) пакетов данных и разделяющий информационные потоки отдельных частей сети друг от друга.

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