Требования, предъявляемые к составу РС, определяются характеристиками решаемых в сети задач, принципами организации вычислительного процесса, используемой ОС и некоторыми другими факторами. К примеру, для комфортной работы под управлением Windows XP целесообразно иметь более мощный компьютер с частотой работы процессора порядка 700 Мгц и с оперативной памятью не менее 128 мегабайт.
Иногда в РС, непосредственно подключенной к сетевому кабелю, могут отсутствовать накопители на магнитных дисках. Такие РС называют бездисковыми рабочими станциями. Однако в этом случае для загрузки в РС операционной системы с файл-сервера нужно иметь в сетевом адаптере этой станции микросхему дистанционной загрузки. Последняя поставляется отдельно, намного дешевле накопителей и используется как расширение базовой системы ввода-вывода BIOS . В микросхеме записана программа загрузки ОС в оперативную память РС. Основным преимуществом бездисковых РС является низкая стоимость, а также высокая защищенность от несанкционированного проникновения в систему пользователей и компьютерных вирусов. Недостаток бездисковой РС заключается в невозможности работать в автономном режиме (без подключения к серверу), а также иметь собственные архивы данных и программ.
Серверы в ЛВС выполняют функции распределения сетевых ресурсов. Обычно его функции возлагают на достаточно мощный ПК, мини-ЭВМ, большую ЭВМ или специальную ЭВМ-сервер. В одной сети может быть один или несколько серверов. Каждый из серверов может быть отдельным или совмещенным с РС. В последнем случае не все, а только часть ресурсов сервера оказывается общедоступной.
При наличии в ЛВС нескольких серверов, каждый из них управляет работой подключенных к нему РС. Совокупность компьютеров сервера и относящихся к нему РС часто называют доменом . Иногда в одном домене находится несколько серверов. Обычно один из них является главным, а другие – выполняют роль резерва (на случай отказа главного сервера) или логического расширения основного сервера.
Важнейшими параметрами, которые должны учитываться при выборе компьютера-сервера, являются тип процессора, объем оперативной памяти, тип и объем жесткого диска и тип дискового контроллера. Значения указанных характеристик, так же как и в случае РС, существенно зависят от решаемых задач, организации вычислений в сети, загрузки сети, используемой ОС и других факторов.
Так, минимальным требованием к процессору и памяти, предъявляемыми со стороны простых сетевых ОС Novell NetWare 2.2 и Novell NetWare Lite , является процессор 80286 с 4 Мбайт памяти. Если же предполагается использовать Novell NetWare 386 или MS Windows for Workgroups , то желательно иметь процессор не ниже 80386 с 8 и более Мбайтами оперативной памяти. Быстрая работа сервера, на котором установлена Windows XP /2000/2003, возможна на базе процессоров, соответствующих процессорам с производительностью Pentium 3-4 и с оперативной памятью не менее 128 Мбайт.
Оперативная память в сервере используется не только для собственно выполнения программ, а и для размещения в ней буферов дискового ввода вывода. Определив оптимальным образом количество и размер буферов, можно существенно ускорить выполнение операций ввода-вывода.
Для сервера с емкостью ОЗУ более 16 Мбайт целесообразно использовать 32-разрядный дисковый контроллер. Иначе могут возникнуть сложности с 16-разрядным каналом DMA ( Direct Memory Access ) прямого доступа к памяти.
Объем выбираемого накопителя должен быть достаточным для размещения на нем необходимого программного обеспечения (особенно при бездисковых РС), а также совместно используемых файлов и баз данных.
Локальные сети могут строиться как проводные и беспроводные. РС и серверы в районе размещения проводной сети соединяются друг с другом посредством линий передачи данных, в роли которых могут выступать кабели: витая пара (экранированная или неэкранированная) и коаксиальный кабель и оптоволокно. Наиболее широко распространенная и недорогая витая пара (UTP – unshielded twisted pair) представляет собой совокупность пpоводников (в простейшем случае два), скpyченных междy собой с опpеделенным шагом. Эти кабели имеют несколько категорий, различающихся междy собой в основном шагом завивки пpоводников и электpическими хаpактеpистиками. Широко используются кабели категорий 3 и 5, которые позволяют осyществлять пеpедачy данных со скоpостью 10 и 100 Мбит/с соответственно. Это определяется коэффициентом затyхания сигнала в кабеле и взаимным влиянием паp.
К наиболее популярным проводным технологиям относятся Token Ring (скорость передачи 4 или 16 Мбит/сек), Ethernet (10 Мбит/сек), Ethernet (100 Мбит/сек) и FDDI (100 Мбит/сек). В настоящее время в локальных сетях применяется также новая технология Gigabit Internet (1000 Мбит/сек).
Подключение компьютеров к кабелю осуществляется с помощью интерфейсных плат – сетевых адаптеров (сетевых карт) .
В беспроводных сетях средой передачи данных является радиоканал. В таких сетях компьютеры устанавливаются на небольших расстояниях друг от друга. Для беспроводных сетей первый базовый стандарт IEEE 802.11 разработан в 1997 году (обеспечивается дальность доступа до 300 метров на открытой местности, в зданиях –до 100 метров со скоростью до 54 Мбит/сек). Новый стандарт IEEE 802.16 обеспечивает дальность доступа 30- 50 км со скоростью до 70 Мбит/сек).
Используемые сетевые адаптеры имеют три основные характеристики: тип шины компьютера, к которому они подключаются ( PCI либо ISA ), разрядность (8, 16, 32, 64) и топология образуемой сети ( Ethernet , Arcnet , Token - Ring ).
Если файл-сервером является компьютер с емкостью памяти не менее 16 Мбайт, то для него лучше применять 32-разрядные сетевой адаптер и дисковый контроллер.
Выбор коаксиального сетевого кабеля (бывает тонкий и толстый) определяется спецификацией на сетевой адаптер. Кабель, применяемый в локальных сетях, имеет волновое сопротивление 50 Ом, в отличие от телевизионного кабеля, где оно составляет 75 Ом. Тонкий кабель имеет диаметр 0,2 дюйма ( 5 мм ), в то время как толстый – 0,4 дюйма ( 10 мм ). Тонкий кабель в монтаже и прокладке более удобен, чем толстый. Лучше применять импортный кабель. Для сетей Ethernet на основе тонкого кабеля небольшой протяженности можно использовать и отечественный кабель РК-50.
К дополнительному оборудованию ЛВС относятся источники бесперебойного питания, коммутаторы, репитеры, концентраторы, мосты, трансиверы, разъемы (коннекторы, терминаторы) и модемы.
Источники бесперебойного питания (ИБП) служат для повышения устойчивости работы сети и обеспечения сохранности данных на сервере. При сбоях по питанию ИБП, подключаемый к серверу через специальный адаптер, выдает сигнал серверу, обеспечивая в течение некоторого времени стабильное напряжение. По этому сигналу сервер выполняет процедуру завершения своей работы, которая исключает всякую потерю данных. Основным критерием выбора ИБП является мощность, которая должна быть не меньше мощности, потребляемой подключаемым к ИБП сервером, а также время поддержания стабильного напряжения при отсутствии напряжения в сети.
Концентратор (hub ) – согласующее устройство, предназначенное для объединения компьютеров в пределах сегмента сети. Устройство может иметь два либо более портов. Концентратор с двумя портами называют "повторитель" (repeater, репитер ). Повторители чаще всего применялись в коаксиальных сетях для увеличения длины сети. Основная функция устройства – усиление сигнала, полученного на одном порту, и передача его на все порты устройства. При использовании концентраторов возможны коллизии. Кроме того, они вносят определенную задержку в распространение сигнала. Концентраторы, как и сетевые адаптеры, являются устройствами первого уровня, поскольку работают с сетью на уровне сигналов. В настоящее время эти устройства широко применяются в сравнительно небольших сетях на витой паре. Обычно они бывают 10 либо 100 мегабитными.
Переключатель ( switch ) – устройство, служащее для объединения сегментов сети, которые могут содержать концентраторы и сетевые адаптеры. Также как и коммутатор переключатель может иметь два либо более портов. Коммутатор с двумя портами называется мостом (bridge), при этом порты могут иметь разные сетевые стандарты: Ethernet и Token Ring, 10Base-T и 100Base-T, и т. д. Коммутаторы являются устройствами 2-го уровня, т.е. содержат в себе порты – устройства 1-го уровня для работы с сигналами. Кроме того, они работают с содержимым сетевых пакетов (физическими адресами назначения пакетов) и в соответствии с таблицей маршрутов могут направлять пакеты с одного порта на другой.
Порты многопортового переключателя работают независимо друг от друга, и в каждый момент времени одновременно может происходить обмен данными по нескольким направлениям. При подключении сетевой карты к устройству возможен дуплексный обмен (режим full-duplex), когда коллизии при обмене данными на участке сетевая карта – порт переключателя отсутствуют и, соответственно, нет потерь скорости на повторные передачи. Поскольку переключателю требуется время на анализ адреса пакета, поэтому обычно им вносится большая задержка в распространение сигнала, чем концентратором.
Трансивер – это устройство подключения РС к толстому коаксиальному кабелю. Коннекторы (соединители) необходимы для соединения сетевых адаптеров компьютеров с тонким кабелем, а также для соединения кабелей друг с другом. Терминаторы служат для подключения к открытым кабелям сети, а также для заземления (так называемые терминаторы с заземлением). Концы кабеля типа ”витая пара” обычно имеют пластиковые коннекторы RJ -45, которые присоединяются к кабелю с помощью специального обжимного инструмента, напоминающего плоскогубцы.
Любые два компьютера локальной сети могут соединяться витой парой непосредственно между собой с помощью одного кабеля (так называемое ”кросс-оверное” соединение) либо посредством специальных устройств: коммутаторов ( switch ) и концентраторов ( hub ). Кабель типа ”кросс-овер” имеет обычные RJ-45 коннекторы, которые обжимаются нестандартным образом.
Модем используется в качестве устройства подключения ЛВС или отдельного компьютера к глобальной сети через телефонную связь. Модемы бывают внутренними (вставляются в слоты материнской платы) и внешними (выполнены в виде отдельного устройства с собственным блоком питания и кабелем подключения к компьютеру).
