Для объединения сетей и маршрутизации данных используются программно-аппаратные средства.
Для взаимодействия машин в сети необходимо, чтобы идущие на них программы знали о существовании друг друга. То есть, чтобы машина была готова принять данные с другой машины, послать ей данные или ответить на запрос. Для этого используются сетевые операционные системы. Главными задачами сетевой ОС являются разделение ресурсов сети, администрирование сети и поддержка сетевых протоколов. ОС могут работать в сети либо с помощью дополнительных модулей, как DOS, либо сами по себе, как Юникс или Windows. Существуют также ОС, созданные специально для серверов и ориентированные исключительно на работу с сетевыми запросами, например, Novell NetWare.
Для согласования взаимодействия клиентов, серверов, линий связи и других устройств установлены определенные правила (соглашения), называемые протоколами. Протокол – набор правил и методов взаимодействия объектов сети, включающий основные процедуры, алгоритмы и форматы взаимодействия для согласования, преобразования и передачи данных в сети.
Протоколы строятся по многоуровневому принципу. Протокол некоторого уровня определяет одно из технических правил связи. Для сетевых протоколов используется модель OSI (Open System Interconnection — взаимодействие открытых систем). Модель OSI представляет собой самые общие рекомендации для построения стандартов совместимых сетевых программных продуктов, она же служит базой для производителей при разработке совместимого сетевого оборудования, то есть эти рекомендации должны быть реализованы как в аппаратуре, так и в программных средствах сетей. Модель OSI — это 7-уровневая логическая модель работы сети:
- на физическом уровне определяются физические (механические, электрические, оптические) характеристики линий связи;
- на канальном уровне определяются правила использования узлами сети физического уровня;
- сетевой уровень обеспечивает адресацию и доставку сообщений;
- транспортный уровень контролирует очередность прохождения компонентов сообщения;
- сеансовый уровень координирует связь между двумя прикладными программами, работающими на разных рабочих станциях;
- уровень представления преобразует данные из внутреннего формата компьютера в формат передачи;
- прикладной уровень обеспечивает удобный интерфейс связи сетевых программ пользователя, т.е. специальные приложения помогают пользователю создать документ (сообщение, рисунок и т. п.).
Открытая система – система, доступная для взаимодействия с другими системами в соответствии с принятыми стандартами.
Аппаратные средства: сетевые адаптеры, модемы, трансиверы, баррел-коннекторы, терминаторы, репитеры, концентраторы, коммутаторы, мосты, шлюзы, маршрутизаторы.
Трансивер (приемопередатчик) — устройство для передачи и приёма сигнала между двумя физически разными средами системы связи. Позволяет станции передавать и получать из общей сетевой среды данные.
Повторитель (репитер) – самый простой тип устройства для соединения однотипных ЛВС, предназначен для увеличения расстояния сетевого соединения путём повторения электрического сигнала «один в один», т.е. ретранслирует принимаемые пакеты из одной сети в другую.
Концентратор (хаб) – объединяет несколько устройств в общий сегмент сети при создании сети произвольной топологии. Распространяет трафик от одного подключенного устройства ко всем остальным. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна.
В настоящее время хабы почти не выпускаются — им на смену пришли сетевые коммутаторы (свитчи). Сетевой коммутатор – устройство, объединяющее несколько узлов сети в пределах одного или нескольких сегментов сети. Коммутатор передаёт данные только непосредственно получателю. Это повышает производительность и безопасность сети, избавляя остальные сегменты сети от необходимости обрабатывать данные, которые им не предназначались.
Мост – устройство связи для объединения сетей с одинаковыми методами передачи данных (т.е. однотипных по используемым аппаратуре и сетевым протоколам).
Шлюз – узел (устройство), включающее технические и программные средства для объединения сетей разного типа и различных протоколов; обычно – для соединения ЛВС с глобальной сетью.
Маршрутизатор – узел (устройство связи) для передачи пакетов в соответствии с протоколами, обеспечивает соединение ЛВС разного типа, но с одинаковыми протоколами. Осуществляют межсетевую маршрутизацию потоков в рамках единой (сегментированной) сети и включены в каждую из объединяемых подсетей (взаимосвязанных сегментов). Маршрутизация – процесс определения в сети пути, по которому вызов или пакет данных может достигнуть адресата.
В отличие от мостов, обеспечивающих сегментацию сети на физическом уровне, маршрутизаторы выполняют ряд «интеллектуальных» функций при управлении трафиком.
Часто функции «маршрутизаторов», «шлюзов» и «мостов» интегрируются в одном узле.
Анализаторы — для контроля качества функционирования сети.
Сетевые тестеры — для проверки кабелей и отыскания неисправностей в системе установленных кабелей.
