Как уже упоминалось ранее, небольшие сети могут соединяться между собой, образуя более сложные и разветвленные структуры. Например, сеть предприятия может состоять из сети административного корпуса и сети производственного отдела, сеть административного корпуса, в свою очередь, может включать в себя сеть бухгалтерии, планово-экономического отдела и отдела маркетинга. В приведенном выше примере сеть более низкого уровня системы более высокого уровня, то есть локальная сеть бухгалтерии — подсеть для сети административного корпуса, а та, в свою очередь, — подсеть для сети всего предприятияв целом.
Однако вернемся к изучению структуры IP-адреса. Последний (правый)идентификатор IP-адреса обозначает номер компьютера в данной локальной сети. Все, что расположено между правым и левым октетами в такой записи, — номера подсетей более низкого уровня.

Допустим, 195-я сеть включает в себя еще 902 подсети, но наш пакет высылается в 85-ю. Она содержит 250 подсетей более низкого порядка, но нам нужна 102-я. Ну и, наконец, к 102-й сети подключено 40 компьютеров. Исходя из рассматриваемого нами адреса,подборку анекдотов получит машина, имеющая в этой сетевой системе номер 14. Из всего сказанного выше становится очевидно, что IP-адрес каждого компьютера, работающего как в локальной сети, так и в глобальных вычислительных системах, должен быть уникален.
Централизованным распределением IP-адресов в локальных сетях занимается государственная организация - Стенфордский международный научно-исследовательский институт (Stanford Research Institute, SRI International),расположенный в самом сердце Силиконовой долины - городе Мэнло-Парк, штат Калифорния, США. Услуга по присвоению новой локальнойсети IP-адресов бесплатная, и занимает она приблизительно неделю.

Связаться с данной организацией можно по адресу SRI International, RoomEJ2iO, 333 Ravenswood Avenue, Menlo Park, California 94025, USA, no телефону в США 1-800-235-3155 или по адресу электронной почты, который можно найти на сайте. Однако большинство администраторов небольших локальных сетей, насчитывающих 5-10 компьютеров, назначают IP-адреса подключенным к сети машинам самостоятельно, исходя из описанных выше правил адресации в IP-сетях. Такой подход вполне имеет право на жизнь, но вместе с тем произвольное назначение IP-адресов может стать проблемой, если в будущем такая сеть будет соединена с другими локальными сетями или в ней будет организовано прямое подключение к Интернету. В данном случае случайное совпадение нескольких IP-адресов может привести к весьма неприятным последствиям, например к ошибкам в маршрутизации по сети или отказу в работе всей сети в целом.

Небольшие локальные сети, насчитывающие ограниченное количество компьютеров, должны запрашивать для регистрации адреса класса С. При этом каждой из таких сетей назначаются только два первых октета IP-адреса, например 197.112.XX, на практике это означает, что администратор данной сети может создавать подсети и назначать номера узлов в рамках каждой из них произвольно, исходя из собственных потребностей.
Большие локальные сети, использующие в качестве базового межсетевой протокол IP, нередко применяют чрезвычайно удобный способ структуризации всей сетевой системы путем разделения общей IP-сети на подсети.Например, если вся сеть предприятия состоит из ряда объединенных вместе локальных сетей Ethernet, то в ней может быть выделено несколько структурных составляющих, то есть подсетей, отличающихся значением третьего октета IP-адреса.

Как правило, в качестве каждой из подсетей используется физическая сеть какого-либо отдела фирмы, скажем, сеть Ethernet, объединяющая все компьютеры бухгалтерии. Такой подход, во-первых, позволяет излишне не расходовать IP-адреса, а во-вторых, предоставляет определенные удобства с точки зрения администрирования: например, администратор может открыть доступ к Интернету только для одной из вверенных ему подсетей или на время отключить одну из подсетей от локальной сети предприятия. Кроме того, в случае если сетевой администратор решит, что третий октет IP-адреса описывает номер подсети, а четвертый — номер узла в ней, то такая информация записывается в локальных таблицах маршрутизации сети вашего предприятия и не видна извне. Другими словами, данный подход обеспечивает большую безопасность.

Для того чтобы программное обеспечение могло автоматически выделять номера конкретных компьютеров из используемых в данной сетевой системе IP-адресов, применяются так называемые маски подсети. Принцип, по которому осуществляется распознавание номеров узлов в составе IP-адреса, достаточно прост: биты маски подсети, обозначающие номер самой IP-сети, должны быть равны единице, а биты, определяющие номер узла, —нулю. Именно поэтому в большинстве локальных IP-сетей класса С в качестве маски подсети принято значение 255.255.255.0: при такой конфигурации в состав общей сети может быть включено до 256 подсетей, в каждой из которых работает до 254 компьютеров. В ряде случаев это значение может изменяться, например, если возникла необходимость использовать в составе сети количество подсетей большее, чем 256, можно использовать маску подсети формата 255.255.255.195. В этой конфигурации сеть может включать до 1024 подсетей, максимальное число компьютеров в каждой из которых не должно превышать 60.

В локальных сетях, работающих под управлением межсетевого протокола IP,помимо обозначения IP-адресов входящих в сеть узлов принято также символьное обозначение компьютеров: например, компьютер с адресом192.112,85,7 может иметь сетевое имя Localhost. Таблица соответствий IP-адресов символьным именам узлов содержится в специальном файле hosts,хранящемся в одной из системных папок. Как правило, файл hosts создается для какой-либо конкретной локальной сети, и его копия хранится на каждом из подключенных к ней компьютеров. В случае, если один из узлов сети имеет несколько IP-адресов, то в таблице соответствий обычно указывается лишь один из них, вне зависимости от того, какой из адресов реально используется. При получении из сети IP-пакета, предназначенного для данного компьютера, протокол IP сверится с таблицей маршрутизации и на основе анализа заголовка IP-пакета автоматически опознает любой из IP-адресов, назначенных данному узлу.
Помимо отдельных узлов сети собственные символьные имена могут иметь также входящие в локальную сеть подсети. Таблица соответствий IP-адресов именам подсетей содержится в файле networks, хранящемся в той же папке, что и файл hosts.

Протокол IPX (Internet Packet Exchange) является межсетевым протоколом, используемым в локальных сетях, узлы которых работают под управлением операционных систем семейства Nowell Netware. Данный протокол обеспечивает передачу дейтаграмм в таких сетях без организации логического соединения — постоянного двустороннего обмена данными между двумя узлами сети, которое организуется протоколом транспортного уровня. Разработанный на основе технологий Nowell, этот некогда популярный протокол в силу несовместимости с чрезвычайно распространенным стеком протоколов TCP/IP в настоящее время медленно, но верно утрачивает свои позиции.

Как и межсетевой протокол IP, IPX способен поддерживать широковещательную передачу данных посредством дейтаграмм длиной до 576 байт, 30 из которых занимает заголовок пакета. В сетях IPX используются составные адреса узлов, состоящих из номера сети, адреса узла и адреса прикладной программы, для которой предназначен передаваемый пакет который также носит наименование гнезда или сокета. Для обеспечения обмена данными между несколькими сетевыми приложениями в многозадачной среде на узле, работающем под управлением протокола IPX, должно быть одновременно открыто несколько. Поскольку в процессе трансляции данных протокол IPX не запрашивает подтверждения дейтаграмм, доставка данных в таких сетях не гарантируется, и потому функции контроля над передачей информации возлагаются на сетевое программное обеспечение. Фактически IPX обеспечивает только инкапсуляцию транслируемых по сети потоков данных в дейтаграммы, их маршрутизацию и передачу пакетов протоколам более высокого уровня.

Протокол канального уровня IPX передает пакеты данных, имеющие следующую логическую структуру:
- контрольная сумма, предназначенная для определения целостности передаваемого пакета (2 байта);
- указание на длину пакета (2 байта);
- данные управления транспортом байт);
- адрес сети назначения (4 байта);
- адрес узла (6 байт);
- номер сокета назначения (2 байта);
- адрес сети-отправителя (4 байта);
- адрес узла-отправителя (6 байт);
- номер сокета-отправителя (2 байта);
- передаваемая информация (0-546 байт).
Протоколы канального уровня размещают этот пакет внутри кадра сети и передают его в распределенную вычислительную систему.

Как уже упоминалось ранее, протоколы транспортного уровня обеспечивают контроль над передачей данных между межсетевыми протоколами и приложениями уровня операционной системы. В настоящее время в локальных сетях наиболее распространено несколько разновидностей транспортных протоколов.
Протокол TCP
Протокол IP позволяет только транслировать данные. Для того чтобы управлять этим процессом, служит протокол TCP (Transmission ControlProtocol), опирающийся на возможности протокола IP. Как же контролируется передача информации?

Положим, вы хотите переслать по почте вашему другу толстый журнал, не потратив при этом денег на отправку бандероли. Как решить эту проблему,если почта отказывается принимать письма, содержащие больше нескольких бумажных листов? Выход простой: разделить журнал на страницы и отправлять их отдельными письмами. По номерам страниц ваш друг сможет собрать журнал целиком. Приблизительно таким же способом работает протокол TCP. Он дробит информацию на несколько частей, присваивает каждой части номер, по которому данные впоследствии можно будет соединить воедино, добавляет к ней «служебную» информацию и укладывает все это в отдельный файл. Далее этот файл отправляется по сети — ведь протокол межсетевого уровня умеет обрабатывать подобную информацию. Поскольку в такой схеме протоколы TCP и IP тесно связаны, их часто объединяют в одно понятие: TCP/IP. Размер передаваемых в Интернете TCP/IP-пакетов составляет, как правило, от 1 до 1500 байт,что связано с техническими характеристиками сети.

Наверняка, пользуясь услугами обычной почтовой связи, вы сталкивались с тем, что обычные письма, посылки и иные почтовые отправления теряются и приходят совсем не туда, куда нужно. Те же проблемы характерны и для локальных сетей. На почте такие неприятные ситуации контролируют руководители почтовых отделений, а в сетевых системах этим занимается протоколTCP. Если какой-либо пакет данных не был доставлен получателю вовремя, TCP повторяет пересылку до тех пор, пока информация не будет принята корректно и в полном объеме.
В действительности данные, передаваемые по электронным сетям, не только зачастую искажаются из-за помех на линиях связи. Встроенные в TCP алгоритмы контроля корректности передачи данных решают и эту проблему. Одним из самых известных механизмов контроля правильности пересылки информации является метод, согласно которому в заголовок каждого передаваемого пакета записывается некая контрольная сумма,вычисленная компьютером-отправителем. Компьютер-получатель по аналогичной системе вычисляет контрольную сумму и сравнивает ее с числом, имеющимся в заголовке пакета. Если цифры не совпадают, TCP пытается повторить передачу.

Следует отметить также, что при отправке информационных пакетов протокол TCP требует от компьютера-получателя подтверждения приема информации. Это организуется путем создания временных задержек при приеме-передаче - тайм-аутов, или ожиданий. Тем временем отправитель продолжает пересылать данные. Образуется некий объем уже переданных,но еще не подтвержденных данных. Иными словами, TCP организует двунаправленный обмен информацией, что обеспечивает более высокую скорость ее трансляции.
При соединении двух компьютеров их модули TCP следят за состоянием связи. При этом само соединение, посредством которого осуществляется обмен данными, носит название виртуального или логического канала.
Фактически протокол TCP является неотъемлемой частью стека протоколовTCP/IP, и именно с его помощью реализуются все функции контроля над передачей информации по сети, а также задачи ее распределения между клиентскими приложениями.

В точности также, как протокол TCP для IP сетей, для сетей, построенных на базе межсетевого протокола IPX, транспортным протоколом служит специальный протокол SPX (Sequenced Pocket eXchange). В таких локальных сетях протокол SPX выполняет следующий набор функций:
- инициализация соединения;
- организация виртуального канала связи (логического соединения);
- проверка состояния канала;
- контроль передачи данных;
-  разрыв соединения.
Поскольку транспортный протокол SPX и межсетевой протокол IPX тесно связаны между собой, их нередко объединяют в общее понятие — семейство протоколов IPX/SPX. Поддержка данного семейства протоколов реализована не только в операционных системах семейства NcsweU Netware, но и в ОС Microsoft Windows 9x/Me/NT/2000/XP, Unix/Linux и OS/2.

Разработанный компанией IBM транспортный протокол NetBIOS (NetworkBasic Input/Output System) является базовым протоколом для локальных сетей, работающих под управлением операционных систем Netware и OS/2, однако его поддержка реализована также и в ОС MicrosoftWindows, и в некоторых реализациях Unix-совместимых операционных систем. Фактически можно сказать, что данный протокол работает сразу на нескольких логических уровнях стека протоколов: на транспортном уровне он организует интерфейс между сетевыми приложениями, в качестве надстройки над протоколами IPX/SPX, на межсетевом — управляет маршрутизацией дейтаграмм, на канальном уровне — организует обмен сообщениями между различными узлами сети.

NetBIOS осуществляет адресацию в локальных сетях на основе уникальных имен узлов и практически не требует настройки, благодаря чему остается весьма привлекательным для системных администраторов, управляющих сетями с числом компьюторов. В качестве имен хостов протоколом NetBIOS используются значащие последовательности длиной в 16 байт, то есть каждый узел сети имеет собственное уникальное имя (permanent name), которое образуется из сетевого адреса машины с добавлением десяти служебных байтов. Кроме этого, каждый компьютер в сетях NetBIOS имеет произвольное символьное имя,равно как произвольные имена могут иметь логические рабочие группы,объединяющие несколько работающих совместно узлов - такие имена могут назначаться и удаляться по желанию системного администратора. Имена узлов служат для идентификации компьютера, а имена рабочих групп могут служить, в частности, для отправки данных нескольким компьютерам группы или для обращения к целому ряду сетевых узлов одновременно.

При каждом подключении к распределенной вычислительной системе протокол NetBIOS осуществляет опрос локальной сети для проверки уникальности имени узла; поскольку несколько узлов сети могут иметь идентичные групповые имена, определение уникальности группового имени не производится.
Специально для локальных сетей, работающих на базе стандарта NetBIOS,корпорацией IBM был разработан расширенный интерфейс для этого протокола, который получил название NetBEUI (NetBIOS Extended UserInterface). Этот протокол рассчитан на поддержку небольших локальных сетей, включающих не более 150-200 машин, и по причине того, что данный протокол может использоваться только в отдельных сегментах локальных сетей (пакеты NetBEUI не могут транслироваться через мосты — устрой-ства, соединяющие несколько локальных сетей, использующих различную среду передачи данных или различную этот стан -дарт считается устаревшим и более не поддерживается операционной системой Microsoft Windows XP, хотя его поддержка имеется в ОС семействаWindows 9х/МЕ/2000.

Прикладные протоколы
Протоколы прикладного уровня служат для передачи информации клиентским запущенным на сетевом компьютере.
В IP-сетях протоколы прикладного уровня опираются на стандарт TCPи выполняют ряд специализированных функций, предоставляя пользовательским программам данные строго определенного назначения. Ниже мы кратко рассмотрим несколько прикладных протоколов стека TCP/IP.
Протокол FTP
Как следует из названия, протокол FTP (File Transfer Protocol) предназначен для передачи файлов. Именно на базе этого протокола реализованы процедуры загрузки и выгрузки файлов на удаленных узлах Всемирной Сети. FTP позволяет переносить с машины на машину не только файлы, но и целые папки, включающие поддиректории на любую глубину вложений. Осуществляется это путем обращения к системе команд FTP,описывающих ряд встроенных функций протокола.

Прикладные протоколы, используемые при работе с электронной почтой,называются SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) и РОРЗ (Post OfficeProtocol), первый «отвечает» за отправку исходящей корреспонденции, второй - за доставку входящей.
В функции этих протоколов входит организация доставки сообщений e-mail и передача их почтовому клиенту. Помимо этого, протокол SMTP позволяет отправлять несколько сообщений в адрес одного получателя, организовывать промежуточное хранение сообщений, копировать сообщение для отправки нескольким адресатам. И РОРЗ, и SMTP обладают встроенными механизмами распознавания адресов а также специальными модулями повышения надежности доставки сообщений.

Протокол HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) обеспечивает передачу с удаленных серверов на локальный компьютер документов, содержащих код разметки гипертекста, написанный на языке HTML или ХМ 1., то есть веб-страниц. Данный прикладной протокол ориентирован прежде всего на предоставление программам просмотра веб-страниц, веббраузерам, наиболее известными из которых являются такие приложения, как Microsoft Internet Explorer и Netscape Communicator.
Именно с использованием протокола HTTP организуется отправка запросов удаленным сети Интернет и обработка их откликов; помимо этого HTTP позволяет использовать для вызова ресурсов Всемирной сети адреса стандарта доменной системы имен (DNS, Domain Name System), то есть обозначения, называемые URL (Uniform Resource Locator) вида-http:”//www.domain.20ne/page.htm (.html).

Протокол TELNET предназначен для организации терминального доступак узлу посредством обмена командами в символьном формате ASCII. Как правило, для работы с сервером по протоколу TELNET на стороне клиента должна быть установлена специальная программа, называемая telnet-клиентом, которая, установив связь с удаленным узлом, открывает в своем окне системную консоль операционной оболочки сервера. После этого вы можете управлять серверным компьютером в режиме как своим собственным (естественно, в очерченных администратором рамках). Например, вы получите возможность изменять, удалять, создавать,файлы и папки, а также запускать на исполнение программы на диске серверной машины, сможете просматривать содержимое папок других пользователей. Какую бы операционную систему вы ни использовали, протокол Telnet позволит вам общаться с удаленной машиной «на равных». Например, вы без труда сможете открыть сеанс UNIX на компьютере, работающем под управлением MS Windows.

Прикладной протокол передачи данных UDP (User Datagram Protocol) используется на медленных линиях для трансляции информации как дейтаграмм.
Дейтаграмма содержит полный комплекс данных, необходимых для ее отсылки и получения. При передаче дейтаграмм компьютеры не занимаются обеспечением стабильности связи, поэтому следует принимать особые меры для обеспечения надежности.
Схема обработки информации протоколом UDP, в принципе, такая же, как и в случае с TCP, но с одним отличием: UDP всегда дробит информацию по одному и тому же алгоритму, строго определенным образом. Для осуществления связи с использованием протокола применяется система отклика: получив UDP компьютер отсылает отправителю заранее обусловленный сигнал. Если отправитель ожидает сигнал слишком долго,он просто повторяет передачу.
На первый взгляд может показаться, что протокол UDP состоит сплошь из одних недостатков, однако есть в нем и одно существенное достоинство:прикладные интернет-программы работают с UDP в два раза быстрее, чем с его более высокотехнологичным собратом TCP.

Интернет — это единая глобальная структура, объединяющая на сегодня около 13 000 различных локальных сетей, не считая отдельных пользователей. Раньше все сети, входившие в состав Интернета, использовали сетевой протокол IP. Однако настал момент, когда пользователи локальных систем, не использующих IP, тоже попросились в лоно Интернета. Так появились шлюзы.
Поначалу через шлюзы транслировалась только электронная почта, но вскоре пользователям и этого стало мало. Теперь посредством шлюзов можно передавать любую информацию - и графику, и гипертекст, и музыку, и даже видео. Информация, пересылаемая через такие сети другим сетевым системам, транслируется с помощью сквозного протокола, обеспечивающего беспрепятственное прохождение IP-пакетов через не IP-сеть.

В рамках этой книги мы рассмотрим локальные сети, созданные с использованием наиболее популярной и распространенной в наши дни технологии — Ethernet. Данная технология появилась в 70-е годы XX века, когда инженер-исследователь из Массачусетского технологического института Билл Маткалф, сотрудничавший также с исследовательским центром компании Xerox, подготовил докторскую диссертацию, посвященную методикам организации компьютерных коммуникаций. Вскоре совместно со специалистами из корпораций Intel и DEC (Digital Equipment Corporation) фирма Xerox разработала на основе этой диссертации коммерческий стандарт, который и получил название Ethernet. Чуть позже, в 1980 году,стандарт Ethernet лег в основу универсальной спецификации для локальных сетей, построенных по принципу множественного доступа, определения несущей частоты и автоматического обнаружения сбоев (Carrier SenseMultiple Access/Collision Detection, CSMA/CD); эта спецификация, разработанная Институтом инженеров по радиотехнике и электронике (Instituteof Electrical and Electronic Engineers, IEEE), получила название IEEE 802.3.

Поскольку стандарты IEEE 802.3 и Ethernet крайне близки не только по своей идеологии, но и с точки зрения технической совместимости, в современной литературе их принято называть термином Ethernet. Далее мы также будем придерживаться этой традиции.
Очевидно, что технология Ethernet накладывает собственные ограничения не только на архитектуру локальной сети, но и на ее технические характеристики. Причем подобные ограничения имеют несколько своеобразных логических уровней: с одной стороны, они определяют способ подключения компьютеров к сети, с другой — подчеркивают различия между разными типами сетей по признаку используемого оборудования, типу кабеля или скорости передачи данных. Об этом мы и поговорим далее в этой главе.

В рамках стандарта Ethernet принято различать несколько типов построения распределенной вычислительной системы, исходя из ее топологической структуры. Фактически можно сказать, что топология локальной сети — это конфигурация кабельных соединений между компьютерами, выполненных по некоему единому принципу. Какая-либо конкретная топология сети выбирается, во-первых, исходя из используемого оборудования, которое, как правило, поддерживает некий строгий вариант организации сетевых подключений; во-вторых, на основе имеющихся требований к мобильности, масштабируемости и вычислительной мощности всей системы в целом.В ряде ситуаций возможна организация подсетей, построенных с использованием различных и связанных впоследствии в единую сеть. В частности, применительно к стандарту Ethernet  возможна организация локальных сетей с топологией «общая шина» или «звезда».

Технология построения локальной сети на основе топологии “общая шина» подразумевает последовательное соединение компьютеров в цепочку наподобие «гирлянды» с использованием специальных Т-образных разъемов, подключаемых к соответствующему порту сетевого адаптера каждого из узлов сети. В качестве физической линии передачи данных применяется коаксиальный кабель с пропускной способностью 10 Мбит/с.Оконечности «цепочки», то есть ответвления Т-образных разъемов, к которым не подводится кабель для подключения к соседним компьютерам,ограничиваются специальными металлическими колпачками, создающими в сети необходимое сопротивление нагрузки, — они называются заглушками или терминаторами. Следует отметить, что некогда весьма популярные локальные сети с топологией «общая шина» в настоящее время все больше и больше утрачивают свои позиции.

Причина снижения их популярности вполне очевидна.Несмотря на видимую простоту прокладки и монтажа, — а для постройки такой сети необходимы лишь минимальные навыки обращения с пассатижами или паяльником — и относительную мобильность с точки зрения изменения всей системы (ведь для того, чтобы переставить сетевой компьютер с места на место, достаточно лишь открутить и закрутить соответствующий разъем), такие сети имеют множество очевидных недостатков. И самый существенный из них — крайне низкая надежность.Достаточно произойти потере контакта в одном из терминаторов или многочисленных Т-коннекторов, что на практике случается достаточно часто,и целый сегмент локальной сети выходит из строя. В такой ситуации все сетевые компьютеры продолжают работать вполне стабильно, но неожиданно перестают «видеть» друг друга, вследствие чего системному администратору приходится последовательно проходить всю сеть, проверяя наличие контакта в разъемах, что занимает порой очень много времени. Именно топология «общая” идеально подходит для малой домашней сети «точка-точка», то есть для объединения двух компьюте-ров, но в случае более сложной и разветвленной сетевой структуры следует поразмыслить о возможности использования иной конфигурации.

В этом случае компьютеры соединяются между собой не последовательно,а параллельно, то есть каждый из узлов сети подключается собственным отрезком провода к соответствующему порту некоего устройства, называемого концентратором, или хабом (от англ. hub — центр). В качестве линии передачи данных используется специальный неэкранированный кабель «витая пара» (twistedpair), который обеспечивает соединение со скоростью до 10 Мбит/с.
Альтернативой топологии «общая шина» в сетях Ethernet является звездообразная конфигурация локальной сети.

Посредством «витой пары» возможна также организация сети из двух компьютеров по принципу «точка—точка”, при этом машины можно подключать друг к другу напрямую, без использования концентратора, однако порядок монтажа контактов в разъемах сетевого шнура в этом случае несколько отличается от стандартного.
Преимущества топологии «звезда» по сравнению с «общей шиной» заключаются в более высокой надежности и отказоустойчивости локальной сети, в ней значительно реже возникают да и конечное оборудование работает по «витой паре» на порядок быстрее. При этом в случае выхода из строя одного из узлов сети вся остальная система продолжает работать стабильно: полный отказ такой локальной сети происходит только при поломке концентратора. Безусловно, организация сетевой системы на основе топологии «звезда» требует значительно больших финансовых затрат, но они целиком и полностью оправдываются, когда  заходит речь о необходимости обеспечить надежную связь между работающими в сети компьютерами.

Прежде чем мы перейдем к непосредственному рассмотрению принципов локальной сети, необходимо сказать несколько слов о технологических классах, на которые делятся сети стандарта Ethernet. Данные классы различаются, прежде всего, пропускной способностью линий, типом используемого кабеля, топологией и иными характеристиками, Каждый из классов сетей Ethernet имеет собственное обозначение, отражающее его технические характеристики, такое имеет вид XBa.se/BroadY где X — пропускная способность сети, обозначение Base или Broad говорит о методе передачи сигнала - осново- полосный (baseband) или широкополосный (broadband), и, наконец, число У отображает максимальную длину сегмента сети в сотнях метров, либо обозначает тип используемого в такой системе который и накладывает ограничения на максимально возможное расстояние между двумя узлами сети, исходя из собственных технических характеристик. Например, сеть класса 1OBаse2 имеет пропускную способность 1 С Мбит/с, использует метод передачи данных baseband и допускает максимальную длину сегмента в 200 м. Далее мы рассмотрим несколько существующих классов сетей Ethernet и поговорим об их особенностях и возможностях.

Класс 10Base, который также иногда называют «толстым Ethernet, — это один из наиболее старых стандартов локальных сетей. Сегодня уже очень трудно отыскать в продаже оборудование этого типа, тем более трудно найти действующую сеть, работающую с данным типом устройств.
Сети стандарта 1OBase использовали топологию “общая шина” и создавались на основе коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом и пропускной способностью 10 Мбит/с. Общая шина локальной сети ограничивалась с обеих сторон  терминаторами, однако помимо Т-коннекторов в подобных системах использовались специальные устройства, получившие общее название которое произошло от совмещения английских понятий transmitter (передатчик) и receiver (приемник). Собственно, грани пары являлись приемниками и передатчиками данных между работающими в сети компьютерами и самой сетью.

Помимо функций собственно приемника-передатчика информации, трансиверы обеспечивали надежную электроизоляцию работающих в сети компьютеров, а также выполняли функции устройства, снижающего уровень посторонних электростатических помех. Максимальная длина коаксиального кабеля, протянутого между трансивером и сетевым адаптером компьютера в таких сетях может достигать 25 м, максимальная длина одного сегмента сети (отрезка сети между двумя терминаторами) - 500 м, а минимальное расстояние между точками подключения — 2,5 м.Всего в одном сегменте сети  может работать не более 100 компьютеров, при этом количество совместно работающих сегментов сети не должно превышать пяти.

Одним из наиболее распространенных сегодня классов локальных сетей Ethernet являются сети 1OBaseT. Как и стандарт 10Base2, такие сети обеспечивают передачу данных со скоростью 10 Мбит/с, однако используют в своей архитектуре топологию «звезда» и строятся с применением специального кабеля, называемого twisted pan, или «витая пара».
Фактически витая пара представляет собой воеьмижильный провод, в котором для обмена информации по сети используется лишь две пары проводников: одна — для приема сигнала, и одна — для передачи.
В качестве нейтрального звена в звездообразной структуре локальной сети 1OBaseT применяется специальное устройство, называемое хабом, или концентратором.

Локальные сети, относящиеся к классу 10Basc2, который также иногданазывают Thin Ethernet., являются прямыми «наследницами» сетей . Каки в предьщущем случае, для соединения компьютеров используется тонкий экранированный коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 50 Ом,оснащенный Т-коннекторами и терминаторами, однако в такой конфигурации  подключаются к разъему сетевой карты напрямую, без использования каких-либо промежуточных устройств (рис. 3.1). Соответственно, такая сеть имеет стандартную конфигурации «общая шина».
Максимальная длина одного сегмента сети 10Base2 может достигать 185 м, при этом минимальное расстояние между точками подключения составляет 0,5 м. Наибольшее число компьютеров, подключаемых к одному сегменту такой сети, не должно превышать 30, максимально допустимое количество сегментов сети составляет 5. Пропускная способность данной сети, как это следует из обозначения ее класса, составляет 10 Мбит/с.

Для построения распределенной вычислительной системы,состоящей из нескольких сетевых сегментов, возможно подключение нескольких хабов в виде каскада, либо присоединение через хаб к сети lOBaseT локальной сети другого класса (рис. 3.4), однако следует учитывать то обстоятельство, что общее число точек подключения в такой системе не должно превышать 1024.
Допустимое расстояние между узлами сети lOBaseT составляет 100 м, но можно сказать, что это значение взято скорее из практики построения таких сетей, поскольку стандарт 1OBaseT предусматривает иное ограничение: затухание сигнала на отрезке между приемником и пиком не должно превышать порога в 11,5 децибела. Именно данный класс локальных сетей наравне с 10Base2 будет подробно рассматриваться далее на страницах этой книги.

К классу 1OBaseF (другое название — Fiber Optic) принято относить распределенные вычислительные сегменты которых соединены посредством магистрального оптоволоконного кабеля, длина которого может достигать 2 км. Очевидно, что в силу высокой стоимости такие сети используются в основном в корпоративном секторе рынка и по карману они достаточно крупным предприятиям, располагающим необходимыми средствами для организации подобной системы.Сеть lOBaseF имеет звездообразную топологию, которая, однако, несколько отличается от архитектуры, принятой для сетей lOBaseT.
Каждого сегмента такой сети подключаются к хабу, который,в свою очередь, соединяется с внешним сети 1OBaseF посредством специального коммуникационного шнура, подключаемого к 15-контактному разъему AUI (Attachment Unit Interface). Задача трансивера состоит в чтобы, получив из своего сегмента сети электрический сигнал трансформировать его в оптический и передать в оптоволоконный кабель.Приемником оптического сигнала является аналогичное устройство,которое превращает его в последовательность электрических импульсов,направляемых в удаленный сегмент сети.

Преимущества оптических линий связи перед традиционными неоспоримы.Прежде всего диэлектрическое волокно, используемое в оптоволоконных кабелях в качестве волноводов, обладает уникальными физическими свойствами, благодаря которым затухание сигнала в такой линии крайне мало: оно составляет величину порядка 0,2 дБ на километр при длине волны 1,55 мкм, что потенциально позволяет передавать информацию на расстояния до 100 км без использования дополнительных усилителей и ретрансляторов. Кроме того в оптических линиях связи частота несущего сигнала достигает 10 Гц,а это означает, что скорость передачи данных по такой магистрали может составлять в секунду. Если принять во внимание тот факт, что сколько световых волн может одновременно распространяться в световоде в направлениях, то эту скорость можно значительно организовав между конечными точками оптоволоконного кабеля двунаправленный обмен данными.

Другой способ удвоить пропускную способность оптической линии связи заключается в одновременной передаче по оптоволокну нескольких волн с различной поляризацией. Фактически можно сказать, что на сегодняшний день максимально возможная скорость передачи по оптическим линиям пока еще не достигнута, поскольку достаточно жесткие ограничения на «быстродействие» подобных сетей накладывает конечное оборудование. Оно же «ответственно» и за относительно высокую стоимость всей системы в целом, поскольку диэлектрический кварцевый световод сам по себе значительно дешевле традиционного медного провода. В завершение можно упомянуть и тот факт, что оптическая линия в силу естественных физических законов абсолютно неподвержена воздействию электромагнитных помех, а также обладает существенно большим ресурсом долговечности, чем линия, изготовленная из стандартного металлического проводника.

Класс локальных сетей 100BaseT, называемый также Fast Ethernet, появился относительно недавно: он был создан в 1992 году группой разработчиков, называемой Fast Ethernet Alliance (FEA). Фактически Fast Ethernet является сетей стандарта lOBaseT, однако в отличие от них позволяет передавать данные со скоростью до 100 Мбит/с.
Локальные сети Fast Ethernet имеют звездообразную топологию и могут быть собраны с использованием кабеля различных типов, часто применяемым из которых является все та же пресловутая витая пара. В 1995 году данный стандарт был одобрен Институтом инженеров по радиотехнике и электронике (Institute of Electrical andElectronic Engineers, IEEE) и вошел в спецификацию IEEE 802.3 (это расширение спецификации получило обозначение IEEE 802.3u), обретя тем самым официальный статус.
Поскольку класс сетей 100BaseT является прямым потомком класса 1OBaseT, в таких системах используются  для Ethernet коды передачи данных, а также стандартное прикладное программное обеспечение, предназначенное для администрирования локальной сети, что значительно упрощает переход от одного типа сети к другому. Предполагается,что в не столь отдаленном будущем эта технология вытеснит большинство существующих на сегодняшний день «устаревших» стандартов.

Поскольку в процессе разработки данной спецификации одной из основных задач являлось сохранение совместимости новой разновидности локальных сетей с различными типами используемого в сетях старого образца, было создано несколько модификаций стандарта Fast Ethernet. Технология 100BaseTX подразумевает использование стандартной витой пары пятой категории, в которой задействовано только четыре из восьми имеющихся: два — для приема данных, и два — для передачи. Таким образом,в сети обеспечивается двунаправленный обмен информацией и, кроме того,остается потенциальная возможность для дальнейшего наращивания дительности всей распределенной вычислительной системы. В сетях 100BaseT4также используется витая пара, однако в ней задействованы все восемь жил проводника: одна пара работает только на прием    одна — только на передачу, а оставшиеся две обеспечивают двунаправленный обмен информацией.

Поскольку технология 100BaseT4 подразумевает разделение всех транслируемых сети данных независимых логических канала: прием,передача, пропорционально уменьшается частота
что позволяет прокладывать такие сети с использованием менее качественного и, следовательно, более дешевого кабеля 3 или 4 категории.
И, наконец, последний стандарт в семействе Fast Ethernet носит наименование 100BaseFX. Предназначен он для работы с оптоволоконными линиями длина одного в сетях 100BaseT (кроме подкласса
100BaseFX) не превышает 100 м, в качестве конечного оборудования используются сетевые адаптеры и концентраторы, поддерживающие этот стандарт. Существуют также универсальные сетевые адаптеры lOBaseT/100BaseT.

Принцип их работы состоит в том, что в локальных сетях этих двух классов используются одинаковые с одним и тем же типом разъемов, а задача автоматического распознавания пропускной способности каждой конкретной сети (10 Мбит/с или 100 Мбит/с) возлагается на протокол канального уровня, являющийся частью программного обеспечения самого адаптера. Алгоритм работы такого устройства можно проиллюстрировать на простом примере. При включении оснащенного сетевым адаптером последний выдает в сеть сигнал,информирующий другие сетевые устройства о том, что он способен поддерживать скорость передачи данных до 100 Мбит/с. Если оборудование локальной сети (например, хаб, к которому подключен данный компьютер)обеспечивает аналогичную скорость соединения, оно генерируют ответный сигнал, после чего адаптер продолжает работать в режиме 100BaseT. Если отклика не поступает, сетевая карта автоматически переходит в режим передачи данных со скоростью 10 Мбит/с, то есть переключается на работув стандарте 1OBaseT.

Несмотря на все преимущества спецификации 100BaseT, такие сети по сравнению с более старыми реализациями Ethernet не лишены и ряда недостатков, унаследованных ими от своего прародителя — стандарта 1 OBaseT.
Прежде всего в моменты пиковой нагрузки, то есть в случае возникновения ситуации, при которой к ресурсам сети одновременно обращается более 50% всех узлов, на линии образуется хорошо знакомый пользователям 1OBaseT «затор».
И во-вторых, если в распределенной вычислительной системе применяется технология (одна часть сети работает со стандартом 1OBaseT, другая — со стандартом 100BaseT), высокая скорость соединения будет возможна только на участке, поддерживающем пропускную способность в 100 Мбит/с. Поэтому даже если ваш компьютер сетевым адаптером 100BaseT, при обращении к удаленному узлу, оборудованному сетевой картой 1OBaseT, скорость соединения не превысит 10 Мбит/с.

Чем быстрее растут вычислительные мощности современных персональных компьютеров, тем больше становится    объем обрабатываемых с их помощью файлов. Соответственно возникает потребность в пропорциональном увеличении пропускной способности линий связи. В итоге это заметно ускорило процесс эволюции сетевых технологий:не успел окончательно прижиться стандарт 100BaseT, как ему на смену подоспел новый класс локальных  сетей с возможностью передавать информацию со скоростью до гигабита в секунду. Эти сети получили обозначение 1000BaseT и альтернативное название Gigabit Ethernet.
В архитектуре сетей lOOOBaseT используется топология «звезда» на базе высококачественного кабеля «витая пара» категории 5, в котором задействованы все восемь жил, причем каждая из четырех пар используется как для приема, так и для передачи информации. Посkt технологией 100BaseT, несущая частота в сетях lOOOBaseT увеличена вдвое, благодаря чему достигается десятикратное увеличение пропускной способности линии связи.

При переходе от стандарта lOBaseT или 100BaseT к 1OOOBaseT особые требования предъявляются к качеству монтажа сетевых розеток и разъемов: если сеть проложена в полном соответствии с существующими стандартами, она, скорее всего, сможет обеспечить требуемую скорость передачи данных, если же монтаж был выполнен с отклонениями от требований спецификации Ethernet, возникающие в соединениях помехи не позволят добиться расчетных характеристик. Как и в более ранних классах сетей XBaseT, длина одного сегмента Gigabit Ethernet не должна превышать Стандарт lOOOBaseT был официально подтвержден Институтом инженеров по радиотехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) в 1999 году, и включен в спецификацию IEEE 802.3. В настоящее время оборудование для данного типа сетей выпускается несколькими независимыми производителями компьютерного оборудования.

Одновременно с разработкой новых, более высокоскоростных технологий передачи данных, перед производителями компьютерного оборудования по-прежнему стояла задача найти какие-либо способы увеличения производительности локальных сетей Ethernet старого образца, минимизировав при этом как финансовые затраты на приобретение новых устройств, так и технологические затраты на модернизацию уже имеющейся сети. Поскольку класс был единодушно признан всеми разработчиками «вымирающим” эксперты сосредоточились на технологии lOBaseT. И подходящее решение вскоре было найдено.
Как известно, стандарт Ethernet подразумевает использование алгоритма широковещательной передачи информации. Это означает, что в заголовке любого пересылаемого по сети блока данных присутствует информация о конечном получателе этого блока, и программное обеспечение каждого компьютера локальной сети, принимая такой пакет, всякий раз анализируетего содержимое, пытаясь стоит ли передать данные протоколам более высокого уровня (если принятый блок информации предназначен именно этому компьютеру) или ретранслировать его обратно в сеть (если блок данных направляется на другую машину). Уже одно это заметно замедляет работу всей локальной сети.

А если принять во внимание то что устройства, используемые в качестве центрального модуля локальных сетей с топологией «звезда» - концентраторы, или хабы - обеспечивают  последовательную передачу то мы обнаруживаем еще одно «слабое звено», которое не только снижает скорость всей системы, но и нередко становится причиной в случаях, когда, например, на один и тот же узел отсылается несколько потоков данных от разных компьютеров-отправителей. Если возложить задачу первоначальной сортировки пакетов на хаб, то эту проблему можно было бы частично решить. Что и было проделано. Так появилось на свет устройство, впоследствии названное switch, или коммутатор.
Switch полностью заменяет в структуре локальной сети P’BaseT хаб, да и выглядят эти два устройства практически одинаково, однако принцип работы коммутатора имеет целый ряд существенных различий.

Не называйте это Jawbone 2, продолжение Jawbone Aliph’s - новый ведущий продукт компании, со старыми наушниками Bluetooth, убираемыми, чтобы пробиться новой технике. Новая Jawbone на 50 % меньше чем оригинал, и включает технологию "NoiseAssassin", продолжение шумоаннулирующей технологии оригинала. Есть более быстрый процессор на борту, чтобы обращаться с более тяжелым сигналом, для того, чтобы уравновесить окружающие шумы лучше и быстрее, наряду с тем Голосовым Датчиком Деятельности, который сообщает Jawbone, когда Вы говорите так, остальная часть времени может быть бесшумовая. Новая быстрая батарея может высосать выше на 80 % ее способности через 30 минут, но полный срок службы аккумулятора ниже чем оригинал, с 4 часами времени разговора и 8 днями резерва. Целая единица весит 10 грамм, и доступна теперь за 130 $ в розничных магазинах AT&T и онлайн на сайте Jawbone. Первоначально это предлагается в черном только, но серебро и розовое золото (изображенный после перерыва), версии выйдут скоро.