Основні поняття та визначення

LAN забезпечує набір мережних служб, за допомогою яких користувач одержує можливість: переглянути список наявних у мережі робочих станцій; прочитати вилучений файл; роздрукувати документ на «чужому» принтері;   послати повідомлення та ін. Мережна служба – це програмні засоби, які надають користувачам мережі деякий рівень сервісу, як правило, пов'язаний з доступом до ресурсів мережі. Наприклад, файловий сервіс - забезпечує доступ користувачів мережі до спільних файлів мережі.

Локальна мережа – це складний комплекс взаємозалежних і узгоджено функціонуючих програмних і апаратних компонентів.

Апаратні компоненти включають вузли мережі, в якості використовуються комп’ютери, термінальне та комунікаційне обладнання, а також середовище передачі даних. Якщо вузол надає свої ресурси іншим вузлам мережі, то він називається сервером, а якщо він їх споживає – клієнтом. Іноді той самий вузол може одночасно грати ролі й сервера, і клієнта. Існують різні види серверів (залежно від наданих ними послуг): сервери баз даних, файлові сервери, сервери друку (принт-сервери), поштові сервери, Web-сервери й т.д.

Середовище передачі даних локальних мереж може бути як проводовим, так і радіоефірним (безпроводні технології).

Термінальне обладнання включає комп’ютери, принтери, телефони, пристрої для відображення відеоінформації та ін..

Основними комунікаційними елементами мережі є: повторювач, концентратор, комутатор, міст, маршрутизатор, шлюз та медіаконвертор.

До програмних компонентів мережі, крім мережних служб, відносять операційну систему. Операційна система (Operating system) – базовий комплекс програм, що забезпечує управління апаратними засобами комп'ютера, роботу з файлами, уведення та вивід даних, а також виконання прикладних програм і утиліт.

На тих вузлах, ресурси яких повинні бути доступні всім користувачам мережі, необхідно доповнити операційну систему модулем програмного сервера (server). Програмний сервер постійно перебуває в режимі очікування запитів, що надходять від інших вузлів мережі. Їхнє головне завдання – обслуговування запитів на доступ до ресурсів свого вузла.

Операційна система вузлів, користувачі яких хочуть одержати доступ до ресурсів інших вузлів, також повинна бути доповнена модулями, які мають назву програмного клієнта (client). Ці модулі повинні виробляти запити на доступ до вилучених ресурсів і передавати їх по мережі на потрібний вузол.

Операційна система, яка доповнена програмними модулями сервера та клієнта має назву –мережна операційна система.  

Сервер і всі клієнти мережі мають бути обладнані мережними адаптерами або модемами. Мережні адаптери є електронними пристроями, призначеними для передачі даних від одного термінала до іншого за допомогою комунікаційного обладнання мережі. Вони виконані у вигляді друкованої плати, що встановлюється у вільний слот шини ISA (Industry Standard Architecture, промислова стандартна архітектура, тип системної шини) або PCI (Peripheral Component Interconnect bus, шина взаємодії периферійних компонентів) материнської плати платформи й має один або кілька рознімань, які виводяться на задню панель системного блоку станції для підключення до них мережного середовища передачі даних. Багато сучасних материнських плат мають убудовані мережні карти.

Повторювач(Repeater) служить для підсилення ослаблених сигналів, що відбувається зі збільшенням протяжності лінії зв’язку. Крім підсилення сигналу повторювач може перетворювати один тип сигналу в інший. Це буває необхідним, якщо з'єднуються мережі з різними типами сигналів.

Концентратор(Hub) – це пристрій, до якого підключаються мережні термінали і через нього вони здійснюють інформаційний обмін. Концентратори мають різну кількість портів що дає змогу підключати й поєднувати різну кількість мережних пристроїв. Всі порти хаба рівнозначні. Зазвичай ніякій логічній обробці сигналі не піддаються (тільки фіксується наявність колізій на індикації деяких моделей пристроїв). Концентратор являє собою мережний пристрій, що діє на фізичному рівні мережної моделі OSI. Концентратор є активним устаткуванням. Він служить центром зіркоподібної конфігурації мережі.

Комутатор (Switch) за своїми функціями є різновидом концентратора, що пересилає дані, які надійшли від одного терміналу, не всім підключеним терміналам, а тільки відповідним адресатам. Завдяки цьому підвищується безпека, знижується навантаження на мережу. Більш досконалими є програмні комутаторі (soft switch) що забезпечують можливість динамічної маршрутизації та реалізацію технологій мереж наступного покоління NGN.

Міст (Bridge) ділить телекомунікаційне середовище на частини (логічні сегменти), передаючи інформацію з одного сегмента в іншій тільки в тому випадку, якщо адреса вузла призначення належить іншому сегменту. Тим самим міст ізолює трафік одного сегмента від трафіка іншого, підвищуючи загальну продуктивність мережі. Локалізація трафіка не тільки заощаджує пропускну здатність, але й знижує можливість несанкціонованого доступу до даних, тому що інформаційні кадри не виходять за межі свого сегмента і їх складніше перехопити зловмисникові. Окремі типи мостів є ретрансляційними системами, які з'єднують різни канали передачі даних. Мости можуть з'єднувати сегменти, що використовують різні типи носіїв, наприклад Gigabit Ethernet (кручена пари) і 10Base-2 (тонкий коаксіальний кабель). Вони можуть з'єднувати мережі з різними методами доступу до каналу, наприклад мережі Ethernet і Token Ring.

На відміну від комутатора міст здійснює передачу кадрів між однією парою портів, а комутатор може одночасно передавати потоки даних між всіма своїми портами. Можна вважати, що комутатори – це вдосконалені мости, які обробляють кадри в паралельному режимі. Коли стало економічно виправдано використовувати окремі спеціалізовані процесори на кожному порту комунікаційного пристрою, комутатори локальних мереж повністю витісняли мости.

Обмеження, пов'язані із застосуванням мостів і комутаторів, – по топології зв'язків, а також ряд інших, – привели до того, що в переліку комунікаційних пристроїв з'явився ще один пристрій - маршрутизатор(Router).

Маршрутизатори більше надійно й більш ефективно, ніж мости, ізолюють трафік окремих частин мережі одної від другої. Крім локалізації трафіка маршрутизатори виконують ще декілька інших корисних функцій. Так, маршрутизатори можуть працювати в мережі із замкнутими сегментами в кільце. При цьому вони забезпечують вибір найбільш раціональних маршрутів. Іншою важливою функцією маршрутизаторів є їхня здатність зв'язувати в єдину мережу сегменти, які побудовані на базі різних мережних технологій, наприклад Ethernet і ATM (Asynchronous Transfer Mode, Asynchronous Transfer Mode).

Крім перерахованих пристроїв окремі частини мережі може з'єднувати за допомогою шлюзів(Gateway). Шлюз дозволяє поєднувати мережі, які побудовані на істотно різних програмних і апаратних платформах. Наприклад, шлюз може забезпечувати користувачам, що працюють у мережі Unix, взаємодію з користувачами мережі Windows. Традиційно в Інтернеті терміни «шлюз» і «маршрутизатор» використовуються як синоніми.

Пристрій, призначений для перетворення Ethernet сигналів з одного середовища передачі в інше середовище називається медіаконвертором (Mediaconvertor або Ethernet Translator). Наприклад, перетворення сигналів з коаксіального кабелю 10Base-2, в інше середовище, – у сигнали кручений пари 10Base-T. Фізично являє собою невеликий пристрій з відповідними мережними з’єднувачами та з’єднувачем живлення.

Порівняльна характеристика основних типів комутаційного обладнання наведено в табл. 3.

Таблиця 3 – Характеристика основних типів комутаційного обладнання

Закінчення

В висновках будуть сформульовані основні переваги застосування локальних мереж та їх роль та місце у сучасних ТКС.

Основні переваги, пов'язані із застосуванням локальних мереж:

- можливість спільного використання периферійних пристроїв (таких як сканери, принтери, Web-камери й т.д.);

- підвищення ефективності й швидкості обробки інформації в групі співробітників;

- можливість інформаційного обміну між терміналами;

- забезпечення спільного доступу до Internet;

- швидке одержання доступу до корпоративних сховищ інформації (бази даних, носії на магнітних стрічках).

Роль та місце LAN у сучасних ТКС:

- Основне завдання LAN – організація доступу до мережних послуг, сервісів і ресурсів глобальної інформаційної інфраструктури.

- Завдання контролю функціонування, усунення відмов устаткування й т.д., при рішенні яких не обійтися без засобів локальної мережі.

- Завдяки підвищенню швидкості і якості послуг, Ethernet поширюється на суміжні області – мережі зберігання даних, розподілені корпоративні й міські мережі (Metro Ethernet).

- Технології LAN стають основою конвергентних мереж нового покоління й застосовується для прозорого з'єднання вилучених офісів (L2 VPN, Ethernet over SDH).

- Технології локальних мереж можуть бути корисні при реалізації більшості послуг мереж нового покоління.