3. Информационные технологии совместной работы

3.1. Локальные вычислительные сети

3.1.1. Аппаратные средства лвс

С аппаратной точки зрения сеть представляет собой совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных.

Основными аппаратными компонентами ЛВС являются:

1) серверы;

2) рабочие станции;

3) кабели.

4) интерфейсные платы;

Сервер (Server) в ЛВС выполняют функции распределения сетевых ресурсов. Обычно его функции возлагают на достаточно мощный ПК, большую ЭВМ или специальную ЭВМ-сервер. В одной сети может быть один или несколько серверов. Каждый из серверов может быть отдельным или совмещенным с рабочей станцией. В последнем случае не все, а только часть ресурсов сервера оказывается общедоступной.

При наличии в ЛВС нескольких серверов каждый из них управляет работой подключенных к нему PC. Совокупность компьютеров сервера и относящихся к нему рабочих станций часто называют доменом. Иногда в одном домене находится несколько серверов. Обычно один из них является главным, а другие — выполняют роль резерва (на случай отказа главного сервера) или логического расширения основного сервера.

Важнейшими параметрами, которые должны учитываться при выборе компьютера-сервера, являются тип процессора, объем оперативной памяти, тип и объем жесткого диска и тип дискового контроллера. Значения указанных характеристик, так же как и в случае PC, существенно зависят от решаемых задач, организации вычислений в сети, загрузки сети, используемой ОС и других факторов.

Так, минимальными требованиями к процессору и памяти, предъявляемыми со стороны простых сетевых ОС Novell NetWare 2.2 и Novell NetWare Lite, является наличие процессора 80286 с 4 Мбайтами памяти. Если же предполагается использовать Novell NetWare 386 или MS Windows for Workgroups, то желательно иметь процессор не ниже 80386 с 8 и более Мбайтами оперативной памяти.

Объем выбираемого накопителя должен быть достаточным для размещения на нем необходимого программного обеспечения (особенно при бездисковых PC), а также совместно используемых файлов и баз данных. Например, на сервере желательно использовать SCASI-диски.

Рабочие станции (Work Station) — это, как правило, персональные ЭВМ, которые являются рабочими местами пользователей сети. Все они в сетевой терминологии называются узлами. Чтобы отличить их друг от друга, каждому узлу сети присваивается уникальная электронная «метка», называемая адресом. Этот адрес позволяет безошибочно связываться и обмениваться информацией с другими узлами сети.

Требования, предъявляемые к составу PC, определяются характеристиками решаемых в сети задач, принципами организации вычислительного процесса, используемой ОС и некоторыми другими факторами. Так, если в сети используется операционная система MS Windows for Workgroups, то процессор PC должен быт как, минимум 80386 или 80486.

Иногда в PC, непосредственно подключенной к сетевому кабелю, могут отсутствовать накопители на магнитных дисках. Такие PC называют бездисковыми рабочими станциями. Однако в этом случае для загрузки в PC операционной системы с файл-сервера нужно иметь в сетевом адаптере этой станции микросхему дистанционной загрузки. Последняя поставляется отдельно, намного дешевле накопителей и используется как расширение базовой системы ввода-вывода BIOS. В микросхеме записана программа загрузки ОС в оперативную память PC. Основным преимуществом бездисковых PC является низкая стоимость, а также высокая защищенность от несанкционированного проникновения в систему пользователей и компьютерных вирусов.

Недостаток бездисковой PC заключается в невозможности работать в автономном режиме (без подключения к серверу), а также иметь свои собственные архивы данных и программ.

Кабели

PC и серверы в районе размещения сети соединяются друг с другом посредством линий передачи данных, в роли которых чаще всего выступают кабели.

Большинство современных компьютерных сетей основано на том или ином типе проводки, а не на беспроводной передаче с использованием радиоволн или инфракрасного излучения. В проводных сетях подключения чаще всего выполняются с помощью витой пары проводов или коаксиального кабеля (широко используются оба этих типа проводки), а гораздо более быстрый оптоволоконный кабель, скорее всего, скрыт от Вас и служит сетевой магистралью, соединяющей группы узлов крупной сети. И витая пара, и коаксиальный кабель передают сигналы в электрическом виде. Определить, какой из них использован для подключения к сети Вашего компьютера, Вы можете, посмотрев на заделку концов кабелей. В сетях на витой паре для подключения компьютера к настенной розетке применяется похожий на телефонный, но более крупный, разъем RJ-45. С коаксиальным кабелем используют круглый BNC-разъем, похожий на разъем для подключения домашнего телевизора к сети кабельного телевидения.

В волоконно-оптическом кабеле сигналы передаются в виде света (а не электрического сигнала или звука) по тонкой гибкой нити из стекла (предпочтительно) или пластика (что хуже). Эта нить окружена защитной оболочкой. Сигнал представляет собой луч, испускаемый светодиодом или лазером, распространяющийся, естественно, со скоростью света. Волоконно-оптические сигналы распространяются намного быстрее и менее подвержены деградации по сравнению с электрическими и звуковыми сигналами, к тому же они лучше защищены от «подслушивания». Однако волоконно-оптический кабель дорог и обычно применяется «за сценой» — там, где необходимы высокая скорость передачи данных и производительность в сочетании с надежной защитой: например, для соединения целых сетей или их сегментов.

Адаптеры

Подключение компьютера к кабелю осуществляется с помощью интерфейсных плат – сетевых адаптеров. Обычно он представляет собой плату, вставляемую в гнездо расширения внутри компьютера. В последнее время стали появляться беспроводные сети, средой передачи данных в которых является радиоканал.

Используемые сетевые адаптеры имеют три основные характеристики:

1) тип шины компьютера, к которому они подключаются (PCI, ISA, EISA, Micro Channel и др.)

2) разрядность (8, 16, 32, 64)

3) топология сети (Ethernet, ArcNet, Token-Ring)

Сетевой адаптер преобразует исходящую информацию так, чтобы ее можно было передавать по кабелю, а входящую информацию — в вид, который способен воспринимать компьютер.

Чтобы понять, как работает адаптер, представим себе шоссе с несколькими полосами движения в часы пик, когда машины следуют бок о бок как бы шеренгами. Нечто подобное происходит и в компьютере, где подобно машинам следуют байты информации. В нем информация циркулирует в параллельном виде (например, из памяти и обратно) по внутренним шинам.

Адаптер преобразует байты в биты и обратно. Но сетевой провод не приспособлен для параллельной передачи данных — он пропускает информацию только последовательно, и потому байты надо превращать в поток одиночных битов.

Сетевой адаптер выполняет 3 главные функции:

1) преобразует информацию из цифрового вида, используемого в компьютере, в сигнал того типа, который можно передавать по сетевым кабелям.

2) преобразует данных из параллельной формы в последовательную и обратно.

3) отвечает за разбивку сообщений на пакеты перед отправкой. Когда компьютер отправляет информацию через сеть, сообщение не может передаваться просто так, в виде сплошного потока. Для управления трафиком (движением информации по сети), а также по другим причинам сообщение разбивается на небольшие фрагменты, называемые пакетами. Это похоже на различие между поездом и автомашинами: машины (пакеты) могут двигаться быстрее и, в отличие от поезда, достигать одного и того же места назначения разными путями.

4) отвечает за сборку пакетов при приеме. Когда информация приходит на узел сети, адаптер поступает «наоборот». Прежде всего, он выясняет, соответствует ли адрес сообщения адресу узла, на котором установлен адаптер. Если адреса совпадают, адаптер восстанавливает сообщение, собирая пакеты. При этом он удаляет служебные данные, предназначенные для контроля ошибок при передаче по сети, и преобразует данные из последовательного представления в параллельное.