Определение, компоненты и структура компьютерных сетей

В настоящее время все большую роль в жизни общества играют распределенные системы обработки данных. Рабочие станции пользователей, серверы приложений, серверы баз данных и прочие сетевые узлы распределены по большой территории. Даже в рамках одной крупной компании офисы и площадки могут быть соединены различными видами коммуникаций, использующих различные технологии и сетевые устройства.

Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения, обработка которых производится специальным коммуникационным оборудованием.

Таким образом, следует рассматривать компьютерную сеть как совокупность программных, аппаратных и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных ресурсов.

Сеть позволяет легко взаимодействовать друг с другом самым различным видам компьютерных систем благодаря стандартизованным методам передачи данных, которые позволяют скрыть от пользователя все многообразие сетей и машин.

Сетевая инфраструктура строится из различных компонентов, которые условно можно разнести по следующим уровням:

• кабельная система;
• сетевое оборудование;
• сетевые протоколы;
• сетевые службы;
• сетевые приложения.

Каждый из этих уровней может состоять из различных подуровней и компонентов.

Кабельные системы – это системы, элементами которых являются кабели и пассивное коммутационное оборудование, служащее для соединения или физического окончания (терминирования) кабеля. К пассивному коммутационному оборудованию относят телекоммуникационные розетки на рабочих местах, кроссовые и коммутационные панели («патч-панели») в телекоммуникационных помещениях и т.д. Кабельные системы могут быть построены на основе нескольких типов передающих сред — коаксиальный кабель («толстый», диаметром 0,5 дюйма, или «тонкий», диаметром 0,25 дюйма), STP (экранированная витая пара), UTP (неэкранированная витая пара) и оптоволоконный кабель. Структуру кабельной системы определяет инфраструктура информационных технологий.

Сетевое оборудование включает в себя такие виды аппаратных сетевых устройств, как повторители (репитеры), мосты, концентраторы (хабы), коммутаторы (свитчи), маршрутизаторы (роутеры), модемы, принт-серверы, аппаратные межсетевые экраны (Firewall) и т.д.

Сетевые протоколы представляют собой набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными в сети. Другими словами, сетевые протоколы – это наборы правил и процедур, регулирующих порядок осуществления связи. Все компьютеры, участвующие в обмене, должны работать по одним и тем же протоколам, чтобы по завершении передачи вся информация восстанавливалась в первоначальном виде.

Существует несколько стандартных наборов (стеков) протоколов, получивших сейчас наиболее широкое распространение:

• TCP/IP;
• SPX/IPX;
• Novell NetWare;
• AppleTalk и т.д.

Протоколы перечисленных стеков делятся на три основных типа:

• прикладные протоколы (выполняющие функции прикладного, представительского и сеансового уровней модели OSI);
• транспортные протоколы (выполняющие функции транспортного и сеансового уровней модели OSI);
• сетевые протоколы (выполняющие функции трех нижних уровней OSI – сетевого, канального и физического).

Сетевые службы (сервисы) составляют основу работы сети. Взаимодействие компьютеров между собой, а также с другим активным сетевым оборудованием, организовано на основе использования сетевых служб, которые обеспечиваются специальными процессами сетевой операционной системы (ОС). В UNIX-подобных ОС такие сетевые сервисы называют демонами, а в ОС семейства Windows – службами.

Базовый набор сетевых служб компьютерной сети состоит из следующих служб:

• службы сетевой инфраструктуры (например, DNS, DHCP, WINS);
• службы файлов и печати (например, на основе протокола IPP – Интернет Printing Protocol);
• службы каталогов (например, Novell NDS, MS Active Directory);
• службы обмена сообщениями;
• службы доступа к базам данных и т.д.

Сетевые приложения – это самый верхний уровень функционирования сети, представленный программными приложениями для работы в сети. Примерами сетевых приложений могут служить различные Web-браузеры (Интернет Explorer, Mozilla FireFox. Opera. Google Chrome и др.), почтовые клиенты (Microsoft Outlook, The Bat!, Mozilla Thunderbird и др.), программы обмена мгновенными сообщениями (например, ICQ, Miranda IM и др.), программы аудио- и видеосвязи (например, Skype) и др.