Компоненты сети
Роли узла
Если вы хотите быть частью глобального интернет-сообщества, ваш компьютер, планшет или смартфон сначала должны быть подключены к сети. Эта сеть должна быть подключена к Интернету. В этом разделе рассматриваются части сети. Посмотрите, распознаете ли вы эти компоненты в вашей собственной домашней или школьной сети!
Все компьютеры, подключенные к сети и непосредственно участвующие в сетевом взаимодействии, считаются узлами или хостами. Узлы также называют оконечными устройствами. Некоторые хосты также называются клиентами. Однако термин «хосты» конкретно относится к устройствам в сети, которым присвоен номер для целей связи. Этот номер идентифицирует узел в определенной сети. Этот номер называется IP-адресом. IP-адрес определяет хост и сеть, к которой подключен хост.
Серверы — это компьютеры с установленным программным обеспечением, позволяющим предоставлять данные (например, доступ к электронной почте или веб-страницам) другим оконечным устройствам в сети. Для работы каждой службы необходимо отдельное серверное программное обеспечение. Например, для работы веб-служб в сети на узле должно быть установлено ПО веб-сервера. Компьютер с серверным программным обеспечением может одновременно обслуживать одного или несколько клиентов.
Как упоминалось ранее, клиенты являются типом хоста. Клиенты имеют программное обеспечение для запроса и отображения информации, полученной с сервера, как показано на рисунке.
клиентский компьютер и сервер, подключенный через облако, символизирующее Интернет
Примером клиентского программного обеспечения является веб-браузер, например Chrome или FireFox. Кроме того, на одном компьютере можно запускать несколько типов клиентского программного обеспечения. Например, у пользователя есть возможность проверять электронную почту, просматривать веб-страницы, обмениваться мгновенными сообщениями и слушать аудиопоток. В таблице перечислены три распространенных типа серверного программного обеспечения.
| Тип | Описание |
|---|---|
| Эл. почта | На сервере электронной почты выполняется серверное ПО электронной почты. Клиенты используют почтовое ПО, такое как Microsoft Outlook, для получения доступа к почте на сервере. |
| Интернет | На веб-сервере запущено серверное ПО. Клиенты используют браузерное программное обеспечение, такое как Windows Internet Explorer, для получения доступа к веб-страницам на сервере. |
| Файл | На файловом сервере в центральном пункте хранятся корпоративные и пользовательские файлы. Клиентские устройства получают доступ к этим файлам с помощью клиентского ПО, такого как Windows Explorer. |
Одноранговые сети
Обычно клиентское и серверное программное обеспечение запускается на разных компьютерах, но эти роли может играть и один компьютер. В небольших корпоративных и домашних сетях многие компьютеры работают и как серверы, и как клиенты. Такие сети называются одноранговыми.
Изображение представляет собой небольшую одноранговую сеть с принтером слева, соединенным с точкой совместного доступа к печати в середине и соединенным с точкой обмена файлами справа. Под топологией идет список достоинств и недостатков одноранговой сети. Достоинства: одноранговая сеть проста в настройке, имеет менее сложную структуру, требует меньше затрат, поскольку сетевые устройства и выделенные серверы могут не понадобиться, и может использоваться для решения простых задач, таких как передача файлов и совместное использование принтеров. Недостатки: одноранговая сеть не имеет централизованного администрирования, не обладает масштабируемостью, у нее низкий уровень безопасности, все устройства могут одновременно выполнять функции и клиентов и серверов, что приводит к снижению их быстродействия.
Оконечные устройства
Сетевые устройства, с которыми пользователи знакомы лучше всего - это оконечные устройства. Каждому оконечному устройству в сети назначается адрес, чтобы устройства можно было отличить. Если оконечное устройство инициирует обмен данными, то в качестве получателя сообщения оно использует адрес оконечного устройства назначения.
Оконечное устройство является либо отправителем (источником), либо получателем (адресатом) сообщения, передаваемого по сети.
Нажмите кнопку «Воспроизведение» на рисунке, чтобы просмотреть анимацию, иллюстрирующую процесс передачи данных по сети.
Топология физической сети показывает локальную сеть с двумя пользователями: IP-телефон, компьютер и сервер, подключенный к коммутатору. Физический канал соединяет коммутатор LAN с пограничным маршрутизатором, который соединяет локальную сеть и межсетевую сеть. Межсетевая сеть состоит из четырех маршрутизаторов, соединенных в топологии полной сети. Граничный маршрутизатор объединяет межсетевую сеть и вторую локальную сеть, которая также состоит из двух пользователей: IP-телефона, ПК и сервера. При запуске анимации сообщение исходит от одного из пользователей первой локальной сети и отправляется от пользователя, к коммутатору и к пограничному маршрутизатору, который граничит с сетью. В межсетевом пространстве сообщение направляется на другой маршрутизатор, который граничит со второй локальной сетью. Сообщение пересылается во вторую локальную сеть через коммутатор и конечному пользователю назначения. Текст под изображением гласит: данные отправляются из одного оконечного устройства, проходят по сети и поступают на другое оконечное устройство.
Промежуточные устройства
Промежуточные устройства подключают отдельные конечные устройства к сети. Они могут подключить несколько отдельных сетей и создать объединенную сеть. Такие устройства обеспечивают подключение и прохождение потоков данных по сети.
Для определения пути передачи сообщения промежуточные устройства используют адрес оконечного устройства назначения в сочетании с информацией о связях в сети. Примеры распространенных промежуточных устройств и перечень их функций показаны на рисунке.
На рисунке показаны символы пяти распространенных промежуточных устройств и описаны некоторые их функции. В верхней части находится беспроводной маршрутизатор, коммутатор локальной сети и маршрутизатор. Ниже приведен коммутатор и устройство брандмауэра. Промежуточные сетевые устройства выполняют некоторые или все из следующих функций: воссоздание и ретрансляция сигналов данных; предоставление информации о том, какие пути существуют в сети и сетевой инфраструктуре; уведомление других устройств об ошибках и нарушениях связи; направление данных по другим путям при разрыве канала связи; классификация и направление сообщений в соответствии с приоритетами; разрешение или запрет передачи данных в зависимости от настроек безопасности. Примечание. Не показан устаревший концентратор Ethernet. Концентратор Ethernet также называют многопортовым ретранслятором. Ретрансляторы регенерируют и ретранслируют сигналы связи. Обратите внимание, что все промежуточные устройства выполняют функцию ретранслятора.
Средства сетевого подключения
Коммуникация передается по среде передачи данных. Среда передачи данных предоставляет собой канал, по которому сообщение передается от источника к адресату.
Современные сети используют в первую очередь три типа носителей для соединения устройств, как показано на рисунке:
- Металлические провода в кабелях — данные кодируются в электрические импульсы.
- Стеклянные или пластиковые волокна (оптоволоконный кабель) — данные кодируются в световые импульсы.
- Беспроводная передача - Данные кодируются посредством модуляции конкретных частот электромагнитных волн.
Существуют три образа распространенных отвечающих критериям сетевых носителей, которые следует использовать при выборе сетевых носителей. На верхнем изображении показаны провода витой пары и разъемы, используемые с медными носителями. Среднее изображение представляет собой многожильный волоконно-оптический кабель и волоконно-оптические разъемы. Нижнее изображение показывает беспроводные устройства, включая маршрутизатор и камеру. Критерии, которые следует учитывать при выборе сетевых носителей: каково максимальное расстояние, на которое носители могут успешно переносить сигнал? В какой среде будут установлены носители? Какие объемы данных будут передаваться по этой среде и с какой скоростью? Какова стоимость средства подключения и его установки?
