Мережний інтерфейс (мережна карта) — пристрій, яким оснащують комп'ютер для під'єднання до мережі за допомогою мережного кабелю чи радіоканалу.
Мережні інтерфейси виготовляють у вигляді плат або окремих пристроїв (для бездротових мереж). Тип мережного інтерфейсу має відповідати типу середовища передавання. За зовнішнім виглядом можна легко встановити середовище передавання).
Для під'єднання комп'ютерів і локальних мереж до всесвітньої глобальної мережі Інтернет можна застосувати стаціонарний чи мобільний телефонний зв'язок, кабельні телевізійні мережі або супутниковий зв'язок.
Параметри сигналів, які передають цими каналами зв'язку, та сигналів, що застосовують у локальних мережах і в самому комп'ютері, відрізняються. Тому для під'єднання до глобальної мережі потрібен спеціальний пристрій — модем.
Модем (скорочення від модулятор-демодулятор) — пристрій зв'язку для модуляції, тобто перетворення аналогового сигналу ліній зв'язку в дискретний, який використовують у комп'ютерах, та демодуляції, тобто зворотнього перетворення.
Стосовно розташування модеми поділяють на:
· внутрішні — встановлені всередині системного блока;
· зовнішні — розташовані ззовні системного блока.
Типи модемів(залежно від того, для якого каналу зв'язку призначено модеми):
· модеми для телефонних ліній;
· модеми для телевізійних кабельних ліній;
· супутникові модеми;
· модеми для мобільного зв'язку.
Модеми виготовляють у вигляді окремих пристроїв та у вигляді плат, які вставляються у слоти материнської плати.
Перш ніж файли будуть передано мережею, їх розбивають на маленькі блоки даних, які називають пакетами. Це дає можливість перевірити наявність помилок і полегшує повторне передавання у випадку, якщо пакет утрачено або пошкоджено. Перед передаванням пакету в його початок і кінець додаєють інформацію про адресу отримувача. Пакет разом з інформацією про адресу називають фреймом.
Локальні мережі часто ділять на частини — сегменти. Межі сегментів можна визначити за допомогою мосту.
Міст — це пристрій для фільтрації зв'язку між сегментами локальної мережі.
Коли фрейм надходить на міст, останній виконує оцінку цільової адреси і визначає, чи відправити фрейм на інший сегмент, чи пропустити його в сегмент. Таким чином міст допомагає впорядкувати потік даних. Типовий міст має лише два порти і пов'язує лише два сегменти однієї мережі.
Комутатор — це пристрій, який іноді називають багатопортовим мостом.
Комутатор має кілька портів залежно від кількості сегментів мережі. Він складниіший у порівнянні з типовим мостом. Комутатор підтримує таблицю МАС-адрес комп'ютерів, підключених до кожного порту. Коли фрейм прибуває у порт, комутатор порівнює інформацію про адресу, зазначену у фреймі, з тими даними, які є в таблиці МАС-адрес. Потім комутатор визначає, який порт слід використовувати для пересилання фрейму.
У поясненні роботи комутатора використано поняття MAC-адреси.
MAC-адреса (від англійського Media Access Control — управління доступом до носія) — це унікальний ідентифікатор, який зіставляють з різними типами устаткування для комп’ютерних мереж.
Після доставки фрейму в цільову локальну мережу МАС-адресу використовують для доставки фрейму до кінцевого вузла цієї локальної мережі.
Більшість мережевих протоколів канального рівня використовують один з трьох просторів MAC-адрес, керованих IEEE: MAC-48, EUI-48 і EUI-64. Адреси в кожному з просторів теоретично мають бути глобально унікальними. Не всі протоколи використовують MAC-адреси, і не всі протоколи, що використовують MAC-адреси, потребують подібної унікальності цих адрес.
Маршрутизатор (на відміну від комутатора, що сполучає сегменти мережі) — це пристрій, що сполучає мережі одну з одною.
Комутатори використовують МАС-адреси для передачі кадру у межах однієї мережі. Маршрутизатори використовують IP-адреси для передачі фреймів у інші мережі. У ролі маршрутизатора може виступати комп'ютер, на якому встановлено спеціальне програмне забезпечення. Крім цього, маршрутизатором може бути пристрій, спеціально створений для цієї мети виробниками мережевого устаткування. У маршрутизаторах є таблиці IP-адрес, в яких вказано оптимальні маршрути до інших мереж.
Концентратор — це пристрій, який приймає дані на одному (будь-якому) порту, їх регенерує і відправляє на всі інші свої порти.
Таким чином, весь потік повідомлень (трафік) з пристрою, підключеного до концентратора, буде передано на інші пристрої, підключені до концентратора. За рахунок цього виникає велика кількість мережевого трафіку.
Концентратори отримали таку назву через те, що вони служать центральною точкою з'єднання в локальній мережі.
Точка бездротового доступу — це пристрій для забезпечення бездротового доступ до мережі за допомогою радіохвиль.
Точка доступу має обмежений діапазон дії. Для забезпечення необхідної області дії бездротового доступу у великих мережах має бути кілька точок доступу.
Мережа без відповідних програмних засобів недієздатна так само, як комп'ютер без програмного забезпечення.
Операційні системи поділяють на мережні та локальні (призначені лише для керування окремими комп'ютерами). На ранніх стадіях розвитку комп'ютерних технологій локальних операційних систем було досить багато (MS-DOS, перші версії Windows). Сьогодні майже всі операційні системи підтримують роботу у мережі.
Досі йшлося про мережні функції «нижнього рівня» — керування чергою доступу до локальних ресурсів, спрямування запитів у мережу тощо. Тепер «піднімемося вгору» та розглянемо мережу з позиції користувачів.
Будь-яка мережа має певний набір ресурсів і надає користувачам певні послуги: можливість обмінюватися файлами та електронними повідомленнями, працювати в Інтернеті, користуватися спеціалізованими прикладними програмами (наприклад, програмами для обробки замовлень у торгівлі, бухгалтерськими програмами, програмами для замовлення квитків). Отже, можна говорити, що в мережі є певний набір мережних служб, які вона підтримує та надає в користування.
Програмне забезпечення однорангових мереж. В однорангових мережах усі комп'ютери рівноправні і кожен користувач самостійно визначає, до яких ресурсів його комп'ютера матимуть доступ інші користувачі. Інакше кажучи, у комп'ютерів немає чіткої спеціалізації щодо підтримки тої чи іншої мережної служби. Для створення однорангових мереж не потрібне спеціальне мережне програмне забезпечення, бо для їх роботи достатньо набору мережних функцій, який мають усі сучасні операційні системи.
Програмне забезпечення клієнт-серверних мереж. У клієнт-серверних мережах одні, зазвичай потужніші комп'ютери відіграють роль серверів та забезпечують надання певних послуг (служб), а інші, робочі станції, є клієнтами, тобто споживачами цих послуг. На серверах установлюють серверні операційні системи, які, на відміну від операційних систем для звичайних ПК, здатні обробляти запити більшої кількості користувачів і містять спеціальні програмні засоби, необхідні для функціонування клієнт-серверних мереж. Окрім того, на серверах установлюють спеціалізоване прикладне програмне забезпечення, потрібне для підтримки роботи певної служби або кількох служб. У кліент-серверних мережах підтримку мережних служб здійснюють сервери.
Для цього на них установлюють серверні операційні системи та спеціалізоване прикладне програмне забезпечення:
· файловий сервер, призначений насамперед для роботи з особистими теками користувачів, доступ до яких мають лише вони (чи інші користувачі, яким надано на це право), а також теками спільного доступу;
· поштовий сервер, що здійснює підтримку електронної пошти (приймання, передавання, зберігання електронних листів);
· сервер баз даних, що містить базу даних та забезпечує швидку обробку запитів користувачів до неї;
· сервер друку, що забезпечує доступ до мережних принтерів та керує ними.
На робочих станціях установлюють настільні операційні системи та прикладне програмне забезпечення, необхідне користувачеві для виконання завдань і доступу до серверних служб.
При об’єднанні комп’ютерів у мережі важливим є питання їхньої адресація.
Вимоги до адресація вузлів мережі:
1. Простота.
2. Компактність.
3. Унікальність (відсутність дублювання).
4. Ієірархічність для зручності та швидкості доставки інформації.
5. Зручність і для користування, і для адміністрування.
Компактність дозволяє не перевантажувати пам’ять комунікативного обладнання. Всі перелічені вимоги важко поєднати в одній схемі. Тому на практиці часто використовують одночасно кілька схем адресації і комп’ютер може мати кілька адрес-імен. Кожну з цих адрес використовують, коли вона є зручнішою. Існують допоміжні протоколи, які за адресою одного типу можуть визначити адреси інших типів.
Унікальна адреса — для ідентифікації окремого вузла.
Групова — для ідентифікації кількох вузлів. Дані, яким призначено групову адресу доставляють до кожного вузла групи.
Широкомовна адреса. Дані з такою адресою скеровують до всіх вузлів мережі.
Адреса довільної розсилки. Використовують у новому протоколі IPv6. Вона задає групу адрес, але дані доставляють не до всіх вузлів, а лише до певних з них.
Апаратна адреса прописана у мережних адаптерах комп’ютерів та мережного обладнання.
Це так звана МАС-адреса, що має формат в 6 байтів і позначається двійковим або шіснадцятковим кодом. МАС-адреси не потрібно призначати, бо їх або вже вбудовано у пристрій на стадії виробництва, або автоматично породжено при кожному запуску обладнання. В МАС-адресах відсутня будь-яка ієрархія і при зміні обладнання (наприклад, мережного адаптера) змінюється і адреса комп’ютера, або за наявності кількох мережних адаптерів, комп’ютер має кілька МАС-адрес.
ІР-адреса (Internet Protocol address) — це унікальна числова адреса, що однозначно ідентифікує вузол, групу вузлів або цілу мережу. ІР-адреса має довжину 4 байти (32 біти).
Для зручності ІР-адреса записуються у вигляді 4 чисел (октетів), що розділених крапками. Порівняйте десяткову, двійкову та шіснадцяткову форма подання:
128.10.2.30
1000 0000.000 1010.000 0010.0001 1110
C0.94.1.3
Десяткову форму запису ІР-адреси використовують в операційних системах, бо вона є зручною для користувача, який налаштовує доступ до мережі. Двійкова форма є зручною для адміністрування і для внутрішніх операцій пристроїв. Шіснадцяткову форму майже не використовують.
При адресації вузлів мережі адміністратор повинен обов’язково врахувати всі обмеження, які визначені такими особливостями ІР-адрес: жодна адреса не може містити лише двійкові «0» чи «1».
Автономна ІР-адреса — це спеціальна адреса, зарезервована для використання саме у локальній мережі. Її зазвичай, використовують організації, які мають власну мережу IntraNet — локальну мережу з архітектурою і логікою Інтернет. Такі адреси за жодних умов не обробляють маршрутизатори Інтернет.
Про́ксі-се́рвер (від англійського proxy — «представник, уповноважений») — сервер (комп'ютерна система або програма) в комп'ютерних мережах, що дозволяє клієнтам виконувати непрямі (через посередництво проксі-сервера) запити до мережевих сервісів.
У проксі-сервері втілено два мережних інтерфейси, тобто два мережних адаптери. Один з яких призначено для роботи з Інтернетом, і він має зовнішню ІР-адресу, що видав провайдер. Інший призначено для локальної мережі і його адреса належить до діапазону внутрішніх автономних адрес. Між цими мережними адаптерами працює спеціальна програма, що вміє транслювати запити з локальної мережі в запити до Інтернет і в зворотному напрямку.
Символьні адреси. Числові адреси є зручними для адміністрування, але для користувачів така адресація є незручною, тому для мереж різного масштабу існують символьні імена, які однозначно ідентифікують комп’ютер чи групу вузлів і зазвичай, мають змістовні назви: admin, student, decanat, org, com, ua.
Відповідність між різними адресами — це прерогатива (область відповідальності) служби розподілу адрес, яка може бути централізованою або розподіленою.
При централізованому підході у мережі виділяють один комп’ютер — сервер імен, в якому зберігають таблицю відповідності адрес різних типів (МАС, ІР, символьних). Решта комп’ютерів мережі звертаються до нього.
При розподіленому підході кожний комп’ютер сам вирішує цю задачу. Перед початком передавання він відправляє до всіх вузлів широкомовне повідомлення, щоб відгукнувся вузол з заданою числовою адресою або символьним іменем. Запит отримують всі вузли, порівнюють вказану адресу зі своєю. Відгукується той вузол, де збіглася адреса і до нього скеровується повідомлення. При розподіленому підході не потрібно виділяти сервер імен і задавати таблицю відповідності, але такі широкомовні повідомлення істотно перевантажують мережу.
Зазвичай, централізований підхід застосовують у великих мережах, а розподілений — у невеликих.