При физическом соединении двух и более компьютеров образуется компьютерная сеть. Сеть - это группа компьютеров и других устройств, каким-либо способом соединенных между собой для совместного использования ресурсов и обмены информацией. Простейшее соединение двух компьютеров для обмена данными – прямое соединение. Для такого соединения не требуется сетевые карты, адаптеры или какое-либо другое сетевое оборудование. Необходимо два провода, подключаемых к com-порту компьютера крест-накрест.
В качестве аппаратных средств являются стандартные порты ввода-вывода, а в качестве программного обеспечения используют стандартные средства операционных систем, windows – прямое кабельное соединение.
Для соединения более двух компьютеров необходимо специальное аппаратное и программное обеспечение. Чаще устройство используются сетевые карты. Сетевые карты бывают встроенные интегрировано в материнскую плату и внешние порты вставляются в специальный разъем (слот) на материнской плате компьютера. Так же необходимо специальное программное обеспечение, которое является утилитой для операционных систем и имеется практически во всех операционных системах, хотя существуют операционные системы, не имеющие в своем составе сетевых утилит.
Основные задачи, решаемые при создании компьютерных сетей, является обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам.
Электрическая и механическая совместимость требует введения определенных стандартов для сетевых карт и сетей. Производитель следует тем или иным стандартам и указывает их на своей продукции. Кроме того, необходимо обеспечение совместимости программ и данных по их системам кодирования и формату. Стандарты здесь тоже существуют и называются протоколами.
Для компьютерных сетей задача совместимости решается с помощью моделей взаимодействия открытых сетей, созданной на основе технических предложений Международного института стандартов (OSI/ISO). Согласно этой модели архитектур компьютерных сетей можно рассматривать на разных уровнях. Их количество может достигать семи. Самый верхний уровень – прикладной. Самый нижний уровень – физический. На верхнем уровне определяется взаимодействие пользователя с вычислительной системой. Нижний уровень – обеспечивает взаимодействие обмена электрическими сигналами между устройствами. Обмен данными по сети происходит путем перемещения данных с верхнего уровня на нижний уровень. Транспортировки данных и обратного перемещения с нижнего уровня на верхний уровень на принимающем устройстве.
В соответствии с использованными протоколами компьютерные сети могут быть подразделены на локальные (land) и глобальные компьютерные локальные сети. Обычно используется единый комплект протоколов для всех участников. По территориальному признаку локальные сети компакты. Обычно они объединяют компьютеры в одном помещении, здание или группы рядом расположенных сооружений. Локальные вычислительные сети могут объединяться и входить в состав региональных сетей. Объединение региональных сетей представляет собой глобальную сеть.
Соединение на выбранной региональной сети уже подразумевает использование разных комплектов протоколов.
Одним из примеров связи локальных и глобальных сетей является внутренняя частная сеть (VPN). Так называется сеть обычно одной организации, которая соединяет несколько территориально разделенных локальных сетей какой-либо организации с помощью общедоступных каналов и глобальных сетей, например, Интернет.
По способу передачи сети подразделяются на проводные – это сети, в которых для передачи данных используются кабели, витая пара, оптоволокно. И беспроводные для передачи данных используется радиосигнал или сигнал в инфрокрасном диапазоне.
Чаще всего в локальных проводных сетях для соединения используются витая пара. Она представляет с собой попарно свитые медные провода с разъемами на конце RG-45.
Обычный информационный сигнал 01 в своём первозданном виде не может быть передан на достаточное расстояние, затухает на два метра, поэтому для передачи сигнала используется достаточно мощный высокочастотный несущий сигнал, на который накладывается информационный сигнал. Несущий сигнал затухает значительно медленно. При приходе сигнала по адресу информационный сигнал отделяется от несущего в сетевой карте. Процесс “прикрепление” информационного сигнала к текущему называется модуляцией. Процесс получения информационного сигнала, отделение его от несущего называется демодуляцией.
Существует несколько способов модуляции:
- Амплитудная модуляция
- Частотная модуляция
- Специальные модуляции: широко импульсная модуляция.
Витая пара сейчас относится к пятой категории и предназначена для передачи данных на скорости 100Мбит в секунду или больше Расстояние, на которое можно передавать сигналы по витой паре, не должно превышать 100 метров. Витые подразделяются на две категории:
- Незащищенная(UTP)
- Защищенная (STP)
Отличие в том, что вокруг защищенной витой пары под пластиковой изоляцией имеется защитный экран из фольги.
Для передачи сигнала больше чем на 100 метров используют коаксиальный кабель, который бывает двух видов:
- Тонкий (передача сигнала на 10км)
- Толстый (передача сигнала на сотни км)
Оптоволокно – тип проводного соединения представляет собой тонкие сети из специального материала, заключенные в защитную кожу.
Оптоволоконный кабель построен на эффекте полного внутреннего отражения и позволяет передавать сигнал, практически без потерь, на очень большие расстояния при этом пропускная способность этого кабеля выше параксиального. К недостаткам данного кабеля относится дороговизна кабеля и оборудования, а так же сложность монтажа.
