Сетевые архитектуры используемые при построении сетей:

1. Ethernet (кабельная система толстый или тонкий коаксиальный кабель)

2. Token Ring (кабельная система экранированная и неэкранированная витая пара)

3. AppleTalk и ArcNet (кабельная система экранированная витая пара, но можно использовать оптоволоконный кабель).

Локальные сети обладают множеством достоинств, однако они имеют и физические ограничения разменов. Так как одна ЛВС не может решить всех проблем бизнеса, необходима связь между удалёнными ЛВС. Благодаря услугам коммуникационных компаний, ЛВС может быть расширена от локального масштаба до сети, которая охватывает целые области, страны и планету. Такую сеть называют глобальной вычислительной сетью.

Примером ГВС служит сеть Интернет. Интернет - это всемирное объединение сетей, шлюзов, серверов и компьютеров, использующее для связи единый набор протоколов. Интернет предоставляет глобальный доступ к информации и ресурсам не покидая своего дома или офиса.

I. Логическая и физическая структуры вычислительной сети

Логическая структура вычислительной сети состоит в том, что сетевая операционная система связывает все компьютеры и периферийные устройства в сети, координирует функции всех компьютеров и периферийных устройств в сети, обеспечивает защищённый доступ к данным и периферийным устройствам в сети. Сетевое программное обеспечение состоит из двух важнейших компонентов:

1) Сетевого программного обеспечения, устанавливаемого на компьютерах-клиентах.

2) Сетевого программного обеспечения, устанавливаемого на компьютерах-серверах.

Мосты, шлюзы, репитеры и маршрутизаторы.

Мосты и шлюзы а также репитеры и маршрутизаторы это такие компоненты которые служат для расширения сетей. С помощью них можно сегментировать локальные сети так, что каждый сегмент становится самостоятельной локальной сетью, объединять две локальные сети в одну, подключать сеть к другим сетям и компьютерным средам для объединения их в большую разнородную систему.

Репитер восстанавливает ослабленные сигналы, он принимает затухающий сигнал из одного сегмента, восстанавливает его и передаёт в следующий сегмент. Для того чтобы данные через репитер поступали из одного сегмента в другой, каждый сегмент должен использовать одинаковые пакеты и протоколы. Другими словами, они не могут транслировать пакеты Ethernet в пакеты Token Ring. Но репитеры могут передавать пакеты из одного типа физического носителя в другой. Если репитер имеет соответствующие разъёмы, он примет пакет Ethernet, приходящий из сегмента на коаксиальном кабеле, и передаст его в сегмент на оптоволокне. Применение репитеров оправдано, когда при расширении сети необходимо преодолеть ограничения по длине сегмента или по количеству узлов.

Мост как и репитер может соединять сегменты или вокальные сети рабочих групп. Но в отличие от репитера, мост также служит для разбиения сети, что помогает изолировать трафик.

Мосты решают следующие задачи:

- Увеличивают размер сети.

- Увеличивают максимальное количество компьютеров в сети.

- Разбивают перегруженную сеть на отдельные сегменты с уменьшенным трафиком. В итоге каждая подсеть работает более эффективно.

- Соединяют разнородные физические носители, такие, как витая пара и коаксиальный кабель.

- Соединяют разнородные сегменты сети, например Ethernet и Token Ring, и переносят между ними пакеты.

Мосты допускают использование в сети всех протоколов, не отличая при этом один протокол от другого. Поскольку любые протоколы могут работать через мосты, каждый компьютер должен определять, с какими протоколами он работает.

Мост выполняет следующие действия:

- “слушает” весь трафик.

- Проверяет адреса источника и получателя каждого пакета.

- Строит таблицу маршрутизации.

- Передаёт пакеты.

Передача пакетов осуществляется следующим образом. Если адресат не указан в таблице маршрутизации, мост передаёт пакет во все сегменты. Если адресат указан в таблице, мост передает пакет в этот сегмент (если сегмент получателя не совпадает с сегментом источника). Мосты изучают, куда следует направить данные. Когда пакеты передаются через мост, данные об адресах компьютеров сохраняются в оперативной памяти моста. Он использует эти данные для построения таблицы маршрутизации. В начале работы таблица пуста.

С целью соединения двух локальных сетей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга также используются два удалённых моста, которые подключают через синхронные модемы к выделенной телефонной линии.

Маршрутизаторы. В среде, объединяющей несколько сетевых сегментов с различными протоколами и архитектурами, мосты не всегда гарантируют быструю связь между всеми сегментами. Для такой сложной сети необходимо устройство, которое не только знает адрес каждого сегмента, но и определяет наилучший маршрут для передачи данных и фильтрует широковещательные сообщения. Такое устройство называется маршрутизатором.

Маршрутизаторы могут выполнять следующие функции мостов:

- фильтровать и изолировать трафик.

- соединять сегменты сети

Однако маршрутизаторам доступно больше информации, чем мостам, и они используют её для оптимизации доставки пакетов. Принцип работы его заключается в том, что строится таблица маршрутизации, которая содержит сетевые адреса. Для каждого протокола, используемого в сети, строится своя таблица. Таблица помогает маршрутизатору определить адреса назначения для поступающих данных. Она включает следующую информацию:

- Все известные сетевые адреса.

- Способы связи с другими сетями.

- Возможные пути между маршрутизаторами.

- Стоимость передачи данных по этим путям.

Важное отличие маршрутизатора и моста в том что таблица маршрутизации моста содержит адреса удалённых компьютеров, а таблица маршрутизации маршрутизатора содержит только номера сетей. Маршрутизаторы взаимодействуют с другими маршрутизаторами, а не с удалёнными компьютерами.

Воспринимая только адресованные сетевые пакеты, маршрутизаторы фильтруют некорректные данные и широковещательные пакеты, тем самым уменьшая нагрузку на сеть. Адрес узда назначения маршрутизаторы не проверяют, они смотрят только на адрес сети и могут прослушивать сеть и определять, какие её части сильнее загружены. Маршрутизатор также устанавливает количество транзитов между сегментами сети. Используя эту информацию, он выбирает маршрут передачи данных. Если один путь перегружен, он укажет альтернативный.

Маршрутизаторы подразделяются на два основных типа.

· Статические Они требуют, чтобы администратор вручную создал и сконфигурировал таблицу маршрутизации, а также указал каждый маршрут.

· Динамические Они автоматически определяют маршруты и поэтому требуют минимальной настройки и конфигурирования. Они сложнее статических, так как анализируют информацию от других маршрутизаторов и для каждого пакета принимают отдельное решение о маршруте передачи через сеть.

Шлюзы. Шлюзы обеспечивают связь между различными архитектурами и средами. Они переупаковывают и преобразуют данные, передаваемые из одной среды в другую, чтобы каждая среда могла понимать данные других сред. Шлюз в частности переупаковывает информацию в соответствии с требованиями системы назначения, изменяет формат сообщения, чтобы прикладная программа на принимающей стороне могла распознать данные.