Kомпютърни мрежи

1. Какво е мрежа?

• В компютърни термини, мрежа е група от компютри други устройства, свързани по някакъв начин, така че хората да могат да работят съвместно. Те могат да бъдат в същата стая, в същата сграда, в същият град или из целия свят.

Колко голяма е една мрежа?

• Една мрежа може да бъде от всякакъв размер. Може да бъде изградена от два компютъра или може да включва милиони компютри.

• LAN (локална мрежа)- устройствата в мрежата са разположени на ограничена територия

2. Причини за възникване на мрежите

• Финансови

• Организационни

• Лесно пренасяне на информация

Често срещани начини за използване на мрежа са:

• Споделяне на файлове

• Споделяне на оборудване, като принтери, факс машини, скенери

• Свързване към Интернет

• Игри в мрежа

3.Основни компоненти на ЛМ

• Съобщителна среда

• Хардуерен интерфейс

• Мрежов софтуер

3.1.Съобщителна среда

• Кабели

• Други (безжична комуникация)

А)Кабели и connectors

а) Коаксиалният кабел се характеризира с твърд меден проводник в сърцевината на кабе-ла, която е обхваната от изолираща пласт-масова обвивка.

• Конекторът BNC (British Naval Connector (BNC)) се използва за свързва-не на коаксиални кабе-ли по между им, а също така на коаксиални кабели към мрежови карти.

Кабел тип “усукана двойка”б)Съществуват различни

категории кабели тип “усукана двойка”, като всяка категория се характеризира със скоростта на обмен, която тази категория кабел поддържа.

• Конекторът RJ-45 свързва кабелите тип усукана двойка към компютрите и други устройства.

Оптични кабели

в)Оптичният кабел се различава от други кабели по това, че той пренася импулси от светлина вместо електрически импулси.

• Този вид кабел е скъп, но предоставя големи скорости на пренос. Той е изключително полезен за пренос на информация на големи разстояния, например за мрежово свързване между отделни градове и страни.

Кабел тип “усукана двойка”

• Можете да посетите сайта “Cables to Go”, за да научат повече за различните видове кабели и цените, на които са достъпни те.

• Сайтът се намира на адрес: http://www.cablestogo.com.

Полагане на кабел• Можете да проучите стъпките за

полагане на кабел в секцията “Wire My House for Networkinд” от сайтът Home PC Network на адрес http://www.homepcnetwork.com.

• Съществуват по-изчерпателни прегледи на различните методи за полагане на кабел. Те дават допълнителна информация чрез снимки и схеми за всяка стъпка. Адресът е: http://www.swhowto.com.

Мога ли да създам мрежа без използване на кабели?

• Днес много мрежи са изградени въз основа на безжични технологии.

• Безжичната мрежа елиминира кабелите, които свързват всяко устройство към мрежата. Това ви позволява да се отдалечите от мрежата и да продължите да имате достъп до нея, стига да сте в близост до някоя от точките за достъп.

Б.Безжична комуникация

• Може да използвате устройства за безжична комуникация по най-раз-лични начини.

• Безжичната технология може да бъде изпол-звана в следните ус-тройства:– Лаптоп– Лични помощници

(personal digital assistants (PDAs))

– Мобилни телефони– Двупосочни пейджери– Автомобили

Използване на безжичните комуникационни системи

• Можете да посетите някои от сайтовете, които предоставят информация относно безжичните системи. Някои от тези сайтове са:– Linksys (http://www.linksys.com)– Proxim (http://www.proxim.com)– 3com (http://www.3com.com)

В.Мрежови технологии• Структурата, също така наричана мрежова

топология, показва как мрежата е построена и обикновено е в зависимост от мрежовата архитектура. Това включва как компютрите и ресурсите са разположени физически и също така включва начина, по който информацията се предава между компютрите.

• Съществуват четири основни типа мрежови структури:– Звезда– Шина– Пръстен– Смесена

а)Топология “Шина”• Топологията “Шина” е такава, в която всички компютри

се свързват към един кабел, наричан гръбнак на мрежата

б)Топология “Звезда”

• В топологията “Звезда” всеки компютър се свързва към централна точка в мрежата

в)Топология “Пръстен”

• Структура от тип “Пръстен” се характеризира с един кабел, минаващ през всички компютри, които са разположени във вид на пръстен.

г)Смесена топология

• Смесените структури обединяват две различни вида топологии.

3.2. Хардуерен интерфейс

• Мрежова карта• Мрежово устройство

Разпределител (HUB) или комутатор (SWITCH)Маршрутизатор (Router)

А.NIC

• Мрежова карта(LAN-kard, LAN-adapter) се инсталира във всеки компютър и свързва компютъра към мрежовия кабел

Б.HUB

• Мрежовият концентратор (hub) е централното свързващо устройство, към което се свързват всички кабели в мрежата

HUB

• свързва множество компютри в една мрежа• при получаване на сигнал на някой от

портовете му, то го разпространява към всички останали портове, в резултат на което се осигурява връзка между всички възли свързани към него

• Проблем - при едновременно получаване на сигнал на два или повече порта на даден хъб възниква конфликтРешение - във всеки момент да бъде

активен само един възел, т.е. забранено е два или повече възела да изпращат данни едновременно

HUB

• Конфликт/колизия - два или повече възела се опитват да изпратят данни едновременноРешение - всички участници в този

конфликт прекратяват предаването и правят повторен опит за предаване след известно закъснение. Целият този процес на прекратяване на предаването на данни, на изчакване на някакво време за повторен опит се реализира от мрежовия контролер във всеки от компютрите участващи в конфликта.

В.SWITCH

• свързващо устройство, използвано за връзка в локална мрежа.

• При получаване на информация на един порт от комутатор: буферира получения пакет до пълното му

получаване прави проверка за това дали пакета е

коректно получен (отсъствие на грешка при предаване на данните)

прави анализ за това към кой порт трябва да бъде предаден един пакета, т.е. не се извършва автоматично предаване на пакета към всички останали портове на комутатора, а се анализира кой порт би трябвало да получи съответния пакет

предава пакета на определения порт

SWITCH

Г.ROUTER

• Маршрутизатор е апаратура, която свързва мрежи и насочва, маршрутизира, информация към компютрите в мрежата. Маршрутизаторът предлага връзка между мрежите и Интернет.

ROUTER

• Целта му е въз основа на локална база от данни от маршрути (routes) да определи къде трябва да бъде насочен даден пакет.

• При получаване на пакет, маршрутизаторът преглежда IP адреса на получателя, въз основа на който се определя дали той се намира в локална за маршрутизатора мрежа или не.

• Ако получателят не е локално свързано устройство/компютър, то се преминава към препращане на пакета към друг маршрутизатор, който е обявен в локалната база данни като маршрутизатор, който има информация за това, как да се достигне до получателя на пакета

Д.Стандарти за ЛМ

• Ethernet

• Token-ring

• Arcnet

• Appletalk

Стандарт “Ethernet”

• Най-разпространена

• IEEE 802.3, скорост 10 и/или 100Mb/s

• Използвани кабели: коаксиален, UTP (unshielded twisted pair)/STP(shielded

twisted pair)/FTP (foil screened twisted pair), оптичен кабел

Предаване на данни

• Стандартите като IEEE 802.3 регламентират как точно да се предават данни от едно устройство към друго

• Пакет – за да се предадат, данните се разбиват на части, наречени пакети

Структура на пакет

Встъпителна част

Адрес на получателя

Адрес на подателя

Тип

Данни (46 – 1500 байта)

Цикличен код за проверка

3.3. Мрежов софтуер• Задава режима на работа на компютъра в ЛМ• Мрежова операционна система (network

operating system (NOS) е програмното осигуряване, което управлява и организира всички дейности в мрежата. Вида на програмното осигуряване, от което се нуждаете, се определя от това дали разполагате с мрежа “потребител-потребител” или мрежа от типа “клиент/сървър”. Напр. Windows NT, Server 2000, Server 2003, NovellNetware

А.Роля на компютъра в мрежата

• Сървър – мрежово устройство или програма, предоставящо услуга

• Клиент – PC или програма, което подава заявка за дадена услуга

• Работна станция – PC, свързан към ЛМ

Сървър

• Сървър е мощен компютър, който изпълнява определени функции в мрежата. Може да използвате специален сървър, за да запазвате файлове, да поддържате уеб страници, да поддържате услугата електронна поща и да правите резервни копия на файловете ви.

Б. Класификация на ЛМ

Въпреки, че съществуват много начини за свързване на компютри, в основни линии видовете са “потребител-потребител” и “клиент/сървър”.

а)Мрежа“Потребител-потребител”

Мрежа “потребител-потребител”: връзка между равнопоставени компютри (най-евтина)

б)Мрежа “Клиент/Сървър”

Мрежа “Клиент/Сървър”: мрежа, в която има един компютър, който съдържа цялата информация и ресурси и предоставя достъп до тези ресурси на други компютри, свъзани в тази мрежа.

Може ли да се създаде мрежа от мрежи?

• Красотата на мрежите е, че можете да свържете вашата мрежа към нечия друга мрежа. По този начин може да продължите да добавяте мрежи, докато получите една огромна мрежа от мрежи. Всъщност Интернет най-често се определя като мрежа от мрежи.

Мост

• Мост (Bridge)е специализирано мрежово устройство за връзка между две локални мрежи (или два сегмента от една локална мрежа). Устройството мост (Bridge) няма собствен IP адрес и остава невидимо за потребителя. Неговото предназначение е да минимизира трафика между отделните сегменти (локални мрежи) които свързва, като пропуска само необходимия трафик и поддържа таблица от всички работещи мрежови устройства свързани към сегментите (локалните мрежи) които той съединява.