У будь якому офісі де знаходиться два і більше персональних комп’ютера на певному етапі постає питання швидкого і надійного обміну даними, сумісного використання деяких спільних ресурсів таких як принтер, сканер, CD ROM, жорсткі диски, модем і т.д. А отже настає необхідність об’єднання ПК у одне ціле локальну обчислювальну мережу (ЛВС).
На початку 80-х років фірма ІВМ випустила перший персональний комп'ютер (ПК), приєднавшись дещо пізніше до напрямку, початого фірмою Аррlе – поширення персональних комп’ютерів. На відміну від терміналів ПК надали користувачам свої власні ресурси. Оскільки ПК могли виконувати завдання, використовуючи власну пам'ять і процесор, то потреба в дорогих центральних процесорах поступово відпала, замість останніх, на кожному робочому місці з'явились обчислювальні потужності, які використовували для опрацювання текстів, аналізу в електронних таблицях і управління даними. Завдяки широкому класу виконуваних задач та швидкому й постійному зменшенню цін персональні комп’ютери знайшли своє місце в маленьких, середніх та згодом великих підприємствах.
З початком використання ПК постала проблема, якої не існувало під час роботи з майнфреймами та міні-комп'ютерами: обмін даними. Архітектура ПК орієнтована на використання ізольованих ресурсів та даних, тому передати свої дані можна було, тільки попередньо скопіювавши їх на дискету.
Минуло зовсім небагато часу і велика кількість компаній у відповідь на побажання своїх клієнтів почали об'єднувати ПК. Так з'явилися перші локальні мережі —LAN (Local Area Network). Було розроблено багато рішень щодо об'єднання ПК у мережу за допомогою додаткової апаратури та програмного забезпечення. З поширенням використання ПК почали об'єднувати в локальні мережі в межах окремих підрозділів або всієї компанії. Потреба в мережах ПК і мережних технологіях з того часу постійно зростає. З розвитком Інтернет настав новий етап еволюції комп'ютерних мереж. До сучасних технологій обміну даними висуваються вимоги:
· максимально можливої швидкості передавання даних;
· забезпечення мінімального рівня помилок, що можуть виникати під час передавання, приймання даних;
· захищеності від зовнішніх впливів, механічних, електромагнітних та інших;
· надійності, зручності використання користувачами.
Мережі розрізняють залежно від розміру охоплюваної території. Невелика територія (кімната, будинок, навчальний клас, установа) звичайно охоплюється локальною обчислювальною мережею—ЛОМ (LAN). Більші території охоплюють регіональні обчислювальні мережі—РОМ та глобальні—ГОМInternet.
Локальна обчислювальна мережа Ця мережа прив'язана до одного місця (звичайно однієї будівлі чи комплексу різних будівель) й об'єднує комп'ютерні системи та периферійні пристрої (накопичувачі на жорстких дисках, стримери, принтери та ін.) у групи, що розподіляють дані та периферійні пристрої. Переваги ЛОМ—велика швидкість передавання даних, низький рівень помилок і використання дешевого середовища обміну даними.
Регіональна обчислювальна мережа. Ця мережа охоплює ціле місто (район) і є найновішою. Найбільше спільного вона має з ЛОМ, але за багатьма параметрами складніша і комплексніша. Наприклад, додатково до підтримки обміну даними і голосового обміну РОМ може передавати відео- та інші типи інформації. При цьому на відміну від ЛОМ інформація передається на істотно більші відстані. Її можна використовувати також для об'єднання кількох ЛОМ у високошвидкісні інтегровані мережеві системи. РОМ поєднують кращі характеристики ЛОМ (низький рівень помилок, висока швидкість передавання інформації) із більшим географічним охопленням.
Глобальна обчислювальна мережа Ця мережа охоплює великі регіони, області, країни. Комунікації у ГОМ проводять за допомогою телефонних ліній, супутникового зв'язку чи наземних радіорелейних або інших мікрохвильових систем. ГОМ часто створюють шляхом об'єднання ЛОМ і РОМ. Об'єднання ізольованих ЛОМ і РОМ у форму ГОМ є основною сучасною тенденцією в галузі мереж.
Не залежно від типу комп’ютерної мережі, обмін повідомленнями між учасниками мережі відбувається невеликими пакетами фіксованого розміру — фреймами. Кожен фрейм містить ідентифікатор повідомлення, повідомлення або фрагмент повідомлення з номер фрагменту, ідентифікатор відправника, ідентифікатор приймача (кому призначене повідомлення).
Повідомлення з пристрою опрацювання передається пристрою передавання, приймання, який у свою чергу повідомлення розбиває на фрагменти (фрейми), доповнює необхідною службовою інформацією. Отримані фрейми кодуються у форму придатну для передавання використовуваним середовищем обміну. Під час приймання процес відбувається у зворотному порядку. Фрейми декодуються збираються у вихідне повідомлення і передаються пристрою опрацювання повідомлень.
· середовища обміну даних — забезпечує перенесення даних від одного учасника мережі до іншого;
· пристрій передавання, приймання даних — забезпечує передавання, приймання даних, кодування декодування даних і пересиланя для подальшого опрацювання;
· пристрій опрацювання даних — безпосереднє опрацювання даних.
У кожній комп'ютерній мережі, для перенесення даних від одного учасника мережі до іншого, використовується середовище обміну в якому дані передаються у вигляді електричного, електромагнітного або світлового сигналу. Як середовище обміну використовують:
| · коаксіальний кабель;· виту пару;· волоконно-оптичний кабель; | · радіоканал;· інфрачервоні промені;· канал,супутниковий канал. |
Перші три ще називають кабельними середовищами і мають найбільше застосування.
1. Коаксіальний кабель—це мідна жила в діелектричній оболонці, покрита зверху екрануючою обпліткою. Розрізняють одно- та багатоканальні кабелі,
Особливості: висока стійкість до перешкод, легкість монтажу, висока швидкість (10/100 Мбіт/с), простота підключення нових вузлів.
2. Вита пара містить два або більше (парну кількість) взаємо ізольованих, звитих між собою провідників. Скручування зменшує дію електромагнітних впливів. Існує кілька різних категорій залежно від розмірів, ізоляції, кількості скрутів на одиницю довжини.
Особливості: легкість монтажу, невелика захищеність від електромагнітних впливів (підвищується для витих пар, вміщених в екрануючу оболонку) і механічних пошкоджень, використання в невеликих локальних мережах.
3. Волоконно-оптичний кабель складається з оптичного волокна усередині захисної оболонки, вкритої зовнішньою оболонкою. Використовують його для передавання даних з високою швидкістю (до кількох гігабітів за секунду) і мінімальними втратами. Дані попередньо перетворюють у світові сигнали за допомогою лазеру або світлодіодів, а на приймальному кінці їх знову перетворюють в електричні імпульси.
Особливості: досить висока вартість кабелю і обладнання, складний монтаж, складна технологія створення розгалужень, швидкість—до кількох гігабітів за секунду відстань між станціями-регенераторами сигналу—до 50 км, передавання сигналу тільки в одному напрямі.
4. Радіоканал. Використання для обміну повідомленнями між хостами засобів радіозв’язку.
Особливості: відсутність кабелів, погана захищеність, екранування сигналу стінами будівель, труднощі з виділенням вільного діапазону частот.
5. Інфрачервоні промені використовують для побудови без провідних мереж на невеликих відстанях.
Особливості: мобільність у межах офісу, не потребує спеціального діапазону частот, вплив погодних умов.
6. Супутниковий канал. Використання засобів супутникового зв’язку для об'єднання учасників мережі на великих відстанях.
Особливості: дорогий спосіб передавання даних, але максимально можлива площа охоплення.
Наступним компонентом мережі є пристрій для передавання, приймання даних. Конкретна реалізація таких пристроїв тісно залежить від обраного середовища передавання даних. У локальних мережах застосовують спеціальні мережеві адаптери, що дозволяють передавати і приймати дані з високою швидкістю, низьким рівнем помилок. Для об'єднання комп’ютерів на великих відстанях за допомогою телефонних ліній використовуються інші пристрої модеми (від скорочення слів: модулятор, демодулятор), що дозволяють передавати дані на значні відстані, проводити корекцію помилок та інше.
Мережевий адаптер - це пристрій розширення, що вставляється у гніздо розширення материнської плати (main board) комп'ютера. Все більшого поширення набувають мережеві адаптери інтегровані з материнською платою, або адаптери, що приєднуються до USB (Universal Serial Bus) порта комп'ютера, що дозволяють підєднати робочу станцію, сервер до мережі без розкриття корпуса комп'ютера.
Всі мережеві плати визначаються:
· унікальною адресою адаптера MAC- адресою;