Организация и функционирование компьютеров

Отдельные узлы локальной сети могут играть разную роль в этой сети. Часто сеть строится в форме центрального узла большей мощности и быстродействия, на котором хранится большинство данных, и менее мощных рядовых компьютеров, которые обращаются к центральному узлу за информацией. При подобной организации сети центральный компьютер называется сервером, а остальные компьютеры – рабочими станциями. Рабочие станции общаются только с сервером и не могут непосредственно обмениваться информацией между собой.

При более сложной организации локальной сети она может содержать несколько серверов, которые могут выполнять как сходные, так и различные функции. В зависимости от функции сервер может иметь разное название. Например, сервер телекоммуникаций обеспечивает связь данной локальной сети с внешним миром. Вычислительный сервер дает возможность производить вычисления, которые невозможно выполнить на рабочих станциях из-за их небольшой мощности. Дисковый сервер обладает расширенными ресурсами внешней памяти и предоставляет их в пользование рабочим станциям и, возможно, другим серверам. Файловый сервер предназначен для хранения файлов для всех рабочих станций. Если в сети функционирует информационная система, содержащая базу данных, и эта база содержится на сервере, то этот сервер называется сервером баз данных.

Сообщения, передаваемые по сети, состоят из блоков содержательных данных и служебной информации. Прежде, чем они физически будут переданы по каналу связи, эти сообщения подвергаются многократной обработке. На разных этапах обработки они могут называться по-разному: датаграммы, пакеты, кадры, сообщения. В компьютерных сетях циркулирует цифровая информация, поэтому на логическом уровне каждый блок информации представляет собой последовательность нулей и единиц.

При получении и расшифровке сообщения первой задачей является определение начала и конца информационного блока (эта операция называется синхронизацией пакетов). Всего возможны три способа организации этого механизма: посылать блоки фиксированной длины, задавать длину блока в его начале или специфицировать конец блока специальным маркером. На практике используются все три способа. Однако в любом случае получатель информации должен знать, какой способ использовал отправитель сообщения. Поэтому необходимо наличие заранее утвержденных соглашений о способах оформления блоков данных, передаваемых по сети.

Эти соглашения носят название протоколов. Используемых протоколов очень много. Многие протоколы описывают разные уровни обслуживания процесса передачи данных и выполняют разные функции. Однако существуют разные протоколы для выполнения сходных функций, однако они делают это по-разному. Формально протокол включает описание полей служебной информации, которые добавляются к отправляемому пакету для выполнения различных функций обслуживания передачи данных, и алгоритмов заполнения этих полей. Поэтому часто под протоколом понимают как собственно соглашения о структуре передаваемого пакета, так и программы, которые осуществляют обработку информации согласно тому или иному протоколу.

В качестве средств коммуникации в сети используются специальный провод (витая пара), коаксиальный кабель или оптоволоконный кабель. При выборе типа кабеля учитывают такие показатели, как стоимость монтажа и обслуживания, скорость передачи информации, ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополни¬тельных усилителей-повторителей), безопасность передачи данных.

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двух¬жильное или трехжильное про¬водное соединение часто называемое «витой парой». Она позволяет пе¬редавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако явля¬ется помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимущест¬вами являются низкая цена и беспроблемная уста¬новка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экраниро¬ванную ви¬тую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и при¬ближает ее цену к цене коаксиального кабеля.