Апаратне та програмне забезпечення комп’ютерних мереж

 

Для того, щоб КМ функціонувала, необхідне програмне і апаратне забезпечення мережі. Спочатку розроблення та виготовлення програмних і апаратних засобів КМ були відокремлені один від одного у різних виробників. Але практика показала незручність такого підходу, оскільки багато програмних і апаратних засобів були несумісними. Із поширенням КМ виникла необхідність визначення правил взаємодії мережевих задач та розбивання складних задач на частини. Розвиток комп’ютерної техніки дозволив виробникам програмних і апаратних засобів постійно удос­ко­налювати продукцію, а результатидоносити до користувачів.

Однією з основних характеристик мережі є швидкість передавання інформації.Користувач при роботі з КМ і зі своїм власним ПК не повинен відчувати різниці. Мережа повинна мати можливість для додання або від’єднання нових функціональних елементів та пристроїв без зупинки роботи мережі.

У найпростішому випадку для роботи мережі достатньо мережевих карт і кабелю. Якщо ж необхідно створити досить складну мережу, то знадобиться спеціальне мережеве обладнання.

Комп’ютери всередині локальної мережі з’єднуються за допомогою кабелів,які передають сигнали, або за допомогою радіозв’язку. Кабель, що з’єднує два компоненти мережі (наприклад, два комп’ютери), назива­ється сегментом.

Кабелі класифікуються залежно від можливих значень швидкості передавання інформації і частоти виникнення збоїв і помилок. Найбільш часто використовуються кабелі трьох основних категорій: кручена пара (рис. 1.5); коаксіальний кабель; оптоволоконний кабель. Кручена пара також має свої різновиди: UTP (Unshielded Twisted Pair – неекранована кручена пара) і STP (Shielded Twisted Pair – екранована кручена пара), FTP (Folded Twisted Pair –фольгова кручена пара). Ці різновиди кабелю здатні передавати сигнали на відстань близько 100 м. Як правило, в локаль­них мережах використовується саме UTP. STP має плетену обо­лонку з мідної нитки, яка має більш високий рівень захисту і якості, ніж оболонка кабелю UTP. У кабелі STP кожна пара проводів додатково екранована (вона обгорнута шаром фольги), що захищає дані, які переда­ються, від зовнішніх перешкод. Це дозволяє підтримувати ви­сокі швидкості передавання на більші відстані, ніж у випадку викори­стання кабелю UTP. Кручена пара підключається до комп’ютера за допомогою роз’єму RJ-45 (Registered Jack 45), який дуже нагадує телефонний роз’єм RJ-11 (Registered Jack 11).

Кручена пара здатна забезпечувати роботу мережі зі швидкістю 10-1000 Мбіт/с.

Коаксіальний кабель складається з мідного проводу, покритого ізоля­ці­єю, що екранує металевої опліткою, і зовнішньою оболонкою (рис. 1.6). 

рис.1.5

 

 

рис.1.6 

По центральному проводу коаксіального кабеля передаються сиг­на­ли, на які попе­ред­ньо були перетворені дані. Такий провід може бути як цільним, так і багатожильним. Для організації локальної мережі засто­со­вуються два типи коаксіального кабелю: ThinNet (тонкий, 10Base2) і ThickNet (товстий, 10Base5). У даний момент локальні мережі на основі коаксіального кабелю практично не зустрічаються. Швидкість передавання інформації в такій мережі не перевищує 10 Мбіт/с. Обидва різновиди кабелю, ThinNet і ThickNet, підключаються до гнізда BNC, а на обох кінцях кабелю повинні бути встановлені термінатори.

В основі оптоволоконного кабелю знаходяться оптичні волокна (світ­­ловоди), дані по яких передаються у вигляді імпульсів світла (рис. 1.7).

Електричні сигнали оптоволоконним кабелем не передаються, тому сигнал не можна перехопити, що практично виключає несанкціо­но­ваний доступ до даних. Оптоволоконний кабель використовують для тран­спорту-

вання великих обсягів інформації на максимально доступній швид­кості. Головним недоліком такого кабелю є його крихкість: його легко пош­ко­дити, а монтувати і з’єднувати можна лише за допомогою спеці­ального обладнання.

рис.1.7

Існує багато мережевих технологій, які визначають необхідність того чи іншого устаткування для передавання даних: Ethernet, Token-ring, Arcnet, FDDI, CDDI, ATM, безпроводові мережі, кабельне телебачен-ня і т. п.

Устаткування мереж поділяється на активне – інтерфейсні карти комп’ютерів, повторювачі, концентратори і т п. та пасивне – кабелі, спо­лучувальні роз’єми, комутаційні панелі та ін. Крім того, є допоміжне устаткування – пристрій безперебійного живлення, кондиціонування по­вітря й аксесуари – монтажні стояки, шафи різного вигляду. Із погляду фізики, активне устаткування – це пристрої, яким необхід­не подавання енергії для генерації сигналів, пасивне устаткування енергії непотребує [13].

Устаткування комп’ютерних мереж поділяється на кінцеві системи (пристрої), що є джерелами і/або споживачами інформації, і проміжні системи, що забезпечують проходження інформації з мережі. До кінцевих систем належать комп’ютери, термінали, мережеві принтери, факс-ма­ши­ни, касові апарати та будь-які інші периферійні пристрої. До проміжних систем – концентратори (повторювачі, мости, комутатори), маршру­ти­за­то­ри, модеми та інш пристрої, а також з’єднуючі їх кабельна або безпровідна інфраструктури.

Для функціонування комп’ютерній мережі потрібне програмне забез­печення. На кожному ПК має бути встановлена операційна система. Крім того, до програмного забезпечення мережі належать різні мережеві додатки: бази даних, офісні додатки, поштові сервери та proxy-сервери, програми архівації, системи автоматизації роботи обладнання чи персоналу тощо.