Kompiuterinis tinklas elementariausiame lygyje sudaro du kompiuteriai, sujungti vienas su kitu kompiuteriniu kabeliu taip, kad jie galėtų tarpusavyje dalintis informacija. Visų kompiuterinių tinklų, nepriklausomai nuo to, kokie sudėtingi jie būtų ir kaip jie skirtųsi nuo šitos paprastos sistemos, visų jų tikslas yra dalintis ir keistis informacija. Ši paprasta sistema pastūmėjo kurti laidais sujungtas kompiuterines sistemas.
Kompiuteriniai tinklai padeda išvengti sudėtingo informacijos apsikeitimo tarp skirtingų kompiuterių. Asmeninis kompiuteris yra nuostabus verslo įrankis, apdorojantis informaciją, duomenis, elektronines lenteles, braižantis grafikus ir kitą informaciją, bet jie neleidžia greitai ir patogiai apsikeisti jūsų gauta informacija. Be kompiuterinių tinklų dokumentai turi būti atspausdinti tam, kad kiti galėtų juos perskaityti ar redaguoti. Geriausiu atveju jūs galite naudotis magnetiniais informacijos kaupikliais, tačiau tai nėra geriausia išeitis. Tai buvo ir vis dar vadinama stand-alone sistema.
Grupę kompiuterių ir kitų įrenginių, sujungtų kartu, vadiname kompiuteriniu tinklu. Šitas įrenginių ir funkcijų sąrašas nuolat auga ir didėja, tobulinant ir plečiant kompiuterinių tinklų galimybes. Kompiuteriniai tinklai kurtis pradėjo nuo mažų tinklų, kuriuos sudarė iki 10 tarpusavyje sujungtų kompiuterių bei spausdintuvų. Technologijos apribodavo kompiuterinių tinklų dydį, įskaitant kompiuterių skaičių bei fizinį kompiuterinio kabelio ilgį. Pavyzdžiui, 1980 metais populiariausias kompiuterinis tinklas galėjo turėti iki 30 vartotojų ir maksimalus kabelio ilgis buvo iki 600 pėdų.
Kompiuterinis tinklas gali būti kompiuteriai, sujungti viename pastato aukšte ar mažos įmonės ribose. Nedidelėms įmonėms ši tinklo konfigūracija yra taikoma ir iki šiol. Šis kompiuterinis tinklas su ribota apimtimi-teritorija yra vadinamas lokalus kompiuterinis tinklas (LAN). Mažas kompiuterinis tinklas laikui einant negalėjo patenkinti didėjančių kompiuterinių tinklų poreikių. Atsirado poreikis sujungti kompiuterius, esančius kituose pastatuose, miestuose ar net kitose šalyse. Vis labiau ir labiau plintant kompiuteriniams tinklams, atsirado vis daugiau programų, pritaikytų kompiuteriniams tinklams, vis labiau tampa išnaudojami tinklų privalumai. Geografiniu požiūriu kompiuteriniai tinklai didėja, jungiant vartotojus skirtinguose miestuose ar net šalyse, LAN peraugo į didelius kompiuterinius tinklus (WAN).
Organizacijos kuria kompiuterinius tinklus tam, kad galėtų dalintis bendrais resursais ir tam, kad galėtų sujungti kompiuterius. Periferiniai įrenginiai tokie kaip: išoriniai informacijos kaupikliai (disketės, CD-ROM), spausdintuvai, modemai ar net manipuliatoriai. Tiesioginė kompiuterių komunikacija leidžia siųsti ir gauti žinutes ar naudotis elektroniniu paštu. Prieš atsirandant kompiuteriniams tinklams vartotojai turėjo turėti savo individualius spausdintuvus, braižiklius bei kitus periferinius įrenginius. Vienintelis kelias dalintis spausdintuvais buvo jį perjungti prie kito kompiuterio. Kompiuteriniai tinklai dabar leidžia keliems vartotojams naudotis ir dalintis vienu spausdintuvu. Kompiuterinis tinklas gali sumažinti popieriaus poreikį bendraujant vartotojams vienu su kitu ir gali padaryti bet kokią informaciją prieinamą kiekvienam vartotojui, kuriam to reikia.
Kompiuterinių Tinklų Programos
Kompiuteriniai tinklai gali būti naudojami standartizuoti programas tokias, kaip teksto redaktorius ar panašias, užtikrinant, kad kiekvienas kompiuteris kompiuteriniame tinkle galės naudoti tą pačia programą ir tą pačią programos versiją. Standartizuojant programą galima supaprastinti jos naudojimą ir administravimą. Dabar yra žymiai lengviau žinoti vieną programą labai gerai negu mokytis 5 - 6 skirtingas. Yra žymiai lengviau tokiu pat būdu įdiegti vieną programą visuose kompiuteriuose . Dauguma organizacijų investuoja į kompiuterinius tinklus dėl elektroninio pašto ir verslo planavimo programų.
Visi kompiuteriniai tinklai turi pagrindinius komponentus, funkcijas ir galimybes. Skirtumai tarp Peer-to-Peer ir Server-based yra svarbūs, nes kiekvienas iš jų turi skirtingas galimybes. Šie paminėti punktai pagrindinai ir apsprendžia kompiuterinio tinklo pasirinkimą.
Peer-to-Peer Tinklai
Peer-to-peer (lygus su lygiu) tipo kompiuteriniame tinkle nėra jokio dedikuoto serverio ar nustatytos hierarchijos tarp kompiuterių. Visi kompiuteriai yra lygūs ir vadinami Peer (lygūs). Normaliai kiekvienas kompiuteris gali funkcionuoti kaip klientas ir kaip serveris. Šio tipo kompiuteriniame tinkle nėra dedikuoto serverio skirto administravimui. Kiekvienas kompiuterio vartotojas pats nustato prie kokios informacijos duoti priėjimą o prie kokios ne. Peer-to-Peer kompiuterinis tinklas dar yra vadinamas darbo grupė (workgroup). Ši sąvoka apima mažą vartotojų grupę.
Peer-to-Peer kompiuterinis tinklas tipiškai sudaro apie 10 kompiuterių, nors žinoma tai nėra pagrindinis apribojimas. Gali būti ir daugiau kompiuterių tačiau iškyla kitos problemos, tokios kaip tinklo apkrovimas, kabelio maksimalus ilgis ir kitos. Peer-to-Peer kompiuterinis tinklas yra pats paprasčiausias tinklas. Kadangi kiekvienas kompiuteris gali funkcionuoti ir kaip serveris ir kaip klientas, todėl nėra reikalo turėti galingo centrinio dedikuoto serverio tokio kokio reikėtų naudojant kitas topologijas. Tokiose populiariose operacinėse sistemose kaip Windows 95/98, Windows NT bei Windows for Workgroups Peer-to-Peer kompiuterinio tinklo funkcijos jau yra įdiegtos jose. Daugiau jokios papildomos programos instaliuoti ir diegti nereikia. Kompiuterinėse sistemose kur yra daugiau kompiuterių negu 10 yra nebenaudinga naudoti Peer-to-Peer tipo kompiuterinį tinklą.
Server-Based Tinklai
Serverius. Šie serveriai funkcionuoja tiktai kaip serveriai ir nėra naudojami kaip vartotojo kompiuteris ar darbo vieta. Serveris yra „dedikuotas“ todėl, kad jie yra optimizuoti greitam ir operatyviam darbui užtikrinti apsaugą failams ir direktorijoms. Didelių kompiuterinių tinklų serveriai dažnai atlieka tik tam tikras funkcijas, todėl serveriai yra skirstomi pagal jų funkcijas ir panaudojimus. Failų, duomenų ir spausdinimo serveris skirtas tam, kad valdyti vartotojų naudojimąsi failais, bendra informaciją bei spausdinimo įrenginiais. Pvz.: jei Jūs naudojate teksto redaktorių, tai teksto redaktoriaus programa turi būti paleista Jūsų kompiuteryje, o dokumentas yra užkraunamas iš serverio ir yra redaguojamas jau Jūsų kompiuteryje. Kitais žodžiais failų, duomenų ir spausdinimo serveris, tai serveris, prie kurio prijungti spausdintuvai ir serveris, kuriame laikomi failai bei duomenys.
Programų serveris atlieka klientas/serveris programų serverio funkciją. Pvz., serveris kaupia didelį kiekį informacijos ir tik klientui užklausus serveris suteikia užklausos atsakymą. Klientui yra persiunčiamas tiktai atsakymas. Šitaip yra sumažinamas tinklo apkrovimas ir klientas neturi apkrauti savo kompiuterio didelėmis duomenų bazėmis ir programomis. Fax’o serveris valdo ir administruoja įeinančius ir išeinančius fax’us, naudodamas faksimilinį aparatą ar modemą. Komunikacijos serveris reguliuoja ir administruoja duomenų ir elektroninių žinučių apsikeitimą tarp vidinio kompiuterinio tinklo ir išorinių vartotojų.
Server-based kompiuterinis tinklas leidžia centralizuotai administruoti duomenis, spausdintuvus ir kitus periferinius įrenginius. Yra galimybė kiekvienam vartotojui suteikti slaptažodį ir vartotojo vardą, kurio pagalbą vartotojas galės prieiti tik prie jam leidžiamų duomenų. Server-based kompiuterinis tinklas leidžia centralizuotai daryti archyvus, kopijas. Šis kompiuterinis tinklas leidžia į kompiuterinį tinklą įjungti didelį kiekį vartotojų (iki kelių tūkstančių) ir juos administruoti iš vienos vietos.
Kompiuterinių Tinklų Topologijos
Kompiuterinio tinklo Bus topologija yra paprasčiausias ir labiausiai paplitęs kompiuterinių tinklų kūrimo metodas. Jis susideda iš vieno kabelio, kuris jungia visus kompiuterius į vienos linijos kompiuterinį tinklą. Kompiuteriai Bus topologijos kompiuteriniame tinkle tarpusavyje komunikuoja adresuodami duomenis ir siųsdami juos į koaksialinį kabelį elektroninių signalų pavidalu. Kompiuterinis tinklas siunčia duomenis kiekvienam prijungtam prie tinklo kompiuteriui, tačiau duomenis priima tik tas kompiuteris, kurio adresas sutampa su duomenų užkodavimo adresu. Tiktai vienas kompiuteris tinkle gali išsiųsti informaciją į tinklą, kiti kompiuteriai turi laukti kol magistralė atsilaisvins. Kadangi tik vienas kompiuteris vienu metu gali siusti informacija o kiti turi laukti savo eiles, tai labai sulėtina darbą esant dideliam kompiuteriu skaičiui tinkle. Čia nėra ribojančio kompiuterių skaičiaus tačiau tai riboja duomenų apsikeitimo greičius. Kuo daugiau kompiuterių, tuo lėtesnis darbas. Bus topologija yra pasyvi topologija. Kompiuteriai prijungti prie magistralės tiktai gauna ir siunčia informaciją tinkle, jie nėra atsakingi už duomenų judėjimą nuo vieno kompiuterio prie kito. Jeigu vienas kompiuteris tinkle sugenda tai atsiliepia visam kompiuteriniam tinklui.
Aktyvioje topologijoje kiekvienas kompiuteris regeneruoja signalą ir siunčia toliau kompiuteriniame tinkle. Kadangi duomenys ar elektrinis signalas yra siunčiamas per visą kompiuterinį tinklą jis judės nuo vieno kabelio galo iki kito. Jei signalui bus suteikta galimybė judėti po tinklą pirmyn ir atgal tai kiti kompiuteriai negalės išsiųsti informacijos. Todėl signalas turi būti sustabdytas kai jisai pasieks kabelio galą ar reikiamą kompiuterį su reikiamu adresu. Signalo atšokimo sustabdymui yra naudojamas komponentas vadinamas Terminatorius. Jis yra jungiamas prie kiekvieno kabelio galo tam, kad absorbuoti signalą. Absorbavus laisvą signalą išsivalo kabelis ir dabar jau gali kitas kompiuteris siųsti informacija tinklu. Jeigu dėl kažkokių priežasčių nutrūko kabelis ar sugedo vienas iš kompiuterių, ar terminatorius nekorektiškai įžemintas, tai prives iki kompiuterinio tinklo funkcionavimo sustojimo. Kompiuteriai nebegalės komunikuoti vienas su kitu, tačiau išliks galimybė jiems dirbti, kaip atskiriems kompiuteriams nepriklausantiems tinklui.
Star Bus Topologija
Star topologijos kompiuteriniame tinkle, kompiuteriai yra sujungti kabelio segmentais į centralizuotą komponentą vadinamą maršrutizatoriumi (HUB). Signalas yra perduodamas iš kompiuterio į kompiuterį per maršrutizatorių į visus tinklo kompiuterius. Star topologijos kompiuterinis tinklas reikalauja centralizuoto administravimo. Kadangi kiekvienas kompiuteris yra sujungtas su maršrutizatoriumi tai ši topologija reikalauja didelio kiekio kabelio ir sudėtingo instaliavimo. Jeigu centrinis taškas sugenda visas kompiuterinio tinklo funkcionavimas sustoja. Jeigu vienas kompiuteris nustoja funkcionuoti ar nutrunka kabelis iki maršrutizatoriaus tinklas nenustoja veikti, nuo tinklo atskiriamas tik tas kompiuteris, kuris nefunkcionuoja.
Ring topologijoje kompiuteriai kompiuteriniame tinkle yra sujungiami į viena žiedą sudarytą iš kabelio. Čia nėra jokio terminuoto galo. Visi signalai ir duomenys juda ratu į vieną pusę ir pereina per kiekvieną kompiuterį. Ši topologija visiškai priešingai negu pasyvi Bus topologija yra aktyvi. Kiekvienas kompiuteris tinkle veikia kaip kartotuvas ir gavęs signalą jį sustiprina ir persiunčia toliau. Kadangi signalas pereina per visus kompiuterius tai sako , kad vieno kompiuterio gedimas išves iš rikiuotės visą kompiuterinį tinklą.
Duomenų perdavimo metodas ratu vadinamas žymės perdavimas. Žymė yra perduodama tol, kol ji nepasiekia kompiuterio kuris turi siųsti duomenis. Siunęiantis kompiuteris modifikuoja žymę, pridėdamas elektroninį adresą prie duomenų ir siunčia žiedu aplinkui. Duomenys juda per kiekvieną kompiuterį tol, kol jis randa kompiuterį su atitinkamu adresu, atitinkantį duomenų adresą. Kompiuteris, kuris gavo informaciją, gražina žinutę siunčiančiam kompiuteriui, kad duomenys gauti. Po patikrinimo kompiuteris sukuria naują žymę ir siunčia ją į kompiuterinį tinklą. Kitas kompiuteris, gavęs žymę, gali siųsti informaciją.
Turbūt atrodo, kad žymės judėjimas labai ilgas ir tai užima daug laiko, tačiau žymė juda šviesos greičiu ir 200 metrų spindulio žiedą apeina 10000 kartų per sekundę. Star Bus topologija yra Star ir Bus topologijų kombinacija. Star Bus topologijoje keli Star kompiuteriniai tinklai yra sujungti viena linija - magistrale. tai neatsispindi kompiuterinio tinklo darbui, kompiuterinis tinklas funkcionuoja normaliai. Kiti kompiuteriai gali normaliai komunikuoti. Jeigu vienas iš maršrutizatorių (HUB) sugenda visi kompiuteriai prijungti prie to maršrutizatoriaus negalės tarpusavyje komunikuoti. Star Ring kompiuterinis tinklas panašus į Star Bus kompiuterinio tinklo topologiją. Star Ring ir Star Bus kompiuteriniai tinklai yra sujungti į centralizuotą maršrutizatorių (HUB). Maršrutizatoriai Star Ring kompiuterinio tinklo topologijoje yra sujungti į žvaigždę prie pagrindinio maršrutizatoriaus.
Ethernet Standartai ir Kabelio Ilgis
Ši topologija vadinama 10BASE2 todėl, kad ji gali perduoti duomenis kabeliu 10 Mbps greičiu ir signalas gali būti perduotas 2 kart 100 metrų atstumu (realiai 185 m). Ši kompiuterinio tinklo topologija naudoja ploną koaksialinį kabelį, kurio maksimalus ilgis gali būti 185 m. Čia yra ir minimalus kabelio ilgis tarp kompiuterių, tai 0,5 m. Tai reiškia, kad čia gali būti 30 kompiuterių prie 185 metrų ilgio kabelio. Ši topologija naudojama norint ekonomiškai ir nebrangiai įdiegti kompiuterinį tinklą nes tai nebrangios medžiagos, lengva suinstaliuoti ir paprasta konfigūruoti.
Ethernet 10Base5 kompiuterinio tinklo topologija pasižymi 10 Mbps duomenų perdavimo greičiu, ir kabelio ilgis gali būti neilgesnis negu 500 m. Ši topologija dažnai yra vadinama standartinis Ethernet’as. Šiai topologijai sudaryti naudojamas storas koaksialinis kabelis. Ši topologija padaryta Bus kompiuterinio tinklo pagrindu ir gali palaikyti iki 100 įvairių prietaisų (stotys, kartotuvai ir kt.) viename segmente. Vienas segmentas tai kabelio atstumas nuo transyverio iki stoties ar kartotuvo. Šios topologijos segmento ilgis gali būti iki 500 metrų ir panaudojus kitus įrenginius iki 2500 metrų ilgio.
Ethernet 10BaseT kompiuterinio tinklo topologija galinti perduoti duomenis iki 10 Mbps, ir sujungimui naudoja neekranuotą vytą porą (UTP). Neekranuota vyta pora naudojama kaip, standartinis kabelis tačiau tai nereiškia kad negalės dirbti su ekranuota vyta pora (STP). Tačiau tai yra žymiai brangesnis variantas. Dauguma šio tipo tinklo topologijų yra naudojama kaip Star tačiau viduje jis naudojamas kaip Bus topologija, kaip ir visi kiti Ethernet tipo tinklai. Tipiškai šioje konfigūracijoje maršrutizatorius veikia kaip kartotuvas. Kiekvienas kompiuteris yra sujungtas su maršrutizatoriumi. Kiekvienas kompiuteris tuti dvi poras laidų, viena naudojama gauti informaciją, o antra pora naudojama siųsti informaciją. Maksimalus šios topologijos kabelio ilgis yra 100 metrų. Naudojant kartotuvą kabelio ilgis gali būti išplėstas. Minimalus kabelio ilgis tarp kompiuterių nemažesnis kaip 2,5 metrų. Ši topologija gali aptarnauti iki 1024 kompiuterių.
Anksčiau koaksialinis kabelis buvo vienas iš labiausiai naudojamų kabelių kompiuteriniuose tinkluose. Koaksialinis kabelis susideda iš varinio laido apgaubto izoliaciniu sluoksniu. Ant viršaus yra apvyniotas metalinis ekranas. Metalinis ekranas apsaugo nuo elektromagnetinių trukdžių. Šis kabelis naudojamas video ir duomenų perdavimui. Koaksialinio kabelio didžiausias minusas, kad jį labai sunku instaliuoti, prijungti prie kompiuterio, todėl jisai buvo pakeistas vytos poros kabeliu.
Vyta pora susideda iš dviejų izoliuotų varinių laidų kurie yra apvyti vienas aplinkui kitą. Šita konstrukcija sumažina elektromagnetinius trukdžius. Vyta pora yra lengva ir lanksti todėl lengva instaliuoti. Vyta pora gali būti ekranuota (STP) ir neekranuota (UTP). Ekranuota vyta pora yra apvilkta metaliniu ekranu, kuris geriau apsaugo nuo elektromagnetinių trukdžių negu neekranuota vyta pora. Šitas kabelis naudojamas kompiuteriniuose tinkluose ir telefonų linijose. Šiais laikais sparčiai populiarėja šviesolaidiniai kabeliai. Šviesolaidinis kabelis duomenis siunčia šviesos impulsu. Šviesolaidiniai kabeliai yra atsparūs elektromagnetiniams trukdžiams ir gali perduoti didelius duomenų kiekius per didelius atstumus. Šviesolaidiniai kabeliai yra naudojami magistraliniuose tinkluose ir tolimojo susisiekimo tinkluose. Šviesolaidinį kabelį yra sunkiau instaliuoti negu vytos poros kabelį.
Kiekvienas kompiuteris kompiuteriniame tinkle turi turėti unikalų adresą. Šitas adresas vadinamas MAC (Media Access control) adresu. Tinklo plokštė turi MAC adresą. MAC adresas susideda iš 48 bitų. Pirmieji 24 bitai identifikuoja gamintoją, o likusieji 24 bitai identifikuoja tinklo plokštę. MAC adresas yra užrašomas šešioliktainiu kodu. Pvz.: 00-80-C7-8A-CB-A3. MAC adresas yra naudojamas kompiuteriams identifikuoti lokaliame tinkle. IP (Internet Protocol) adresas yra naudojamas kompiuteriams identifikuoti internete. IP adresas susideda iš 32 bitų. IP adresas yra užrašomas dešimtainiu kodu. Pvz.: 192.168.1.100. IP adresas yra naudojamas kompiuteriams identifikuoti internete. IP adresas yra dinaminis, tai reiškia, kad jisai gali keistis. MAC adresas yra statinis, tai reiškia, kad jisai nesikeičia.
Kompiuteriniai tinklai yra sudėtingos sistemos, kurios reikalauja nuolatinio administravimo ir priežiūros. Kompiuterinių tinklų administratoriai turi užtikrinti, kad tinklas veiktų stabiliai ir saugiai. Kompiuterinių tinklų administratoriai turi nuolat stebėti tinklo veiklą ir reaguoti į įvairius gedimus. Kompiuterinių tinklų administratoriai turi užtikrinti, kad tinklas būtų apsaugotas nuo virusų ir kitų kenkėjiškų programų. Kompiuterinių tinklų administratoriai turi nuolat atnaujinti tinklo programinę įrangą. Kompiuterinių tinklų administratoriai turi apmokyti vartotojus, kaip naudotis tinklu.
Štai lentelė, apibendrinanti skirtingų Ethernet standartų maksimalius kabelio ilgius:
| Standartas | Duomenų Perdavimo Greitis | Kabelio Tipas | Maksimalus Kabelio Ilgis |
|---|---|---|---|
| 10Base2 | 10 Mbps | Plonas koaksialinis kabelis | 185 m |
| 10Base5 | 10 Mbps | Storas koaksialinis kabelis | 500 m (iki 2500 m su įrenginiais) |
| 10BaseT | 10 Mbps | Neekranuota vyta pora (UTP) | 100 m |
Ši informacija padeda suprasti, kaip skirtingi tinklo standartai ir topologijos veikia tinklo segmentų ilgį ir duomenų perdavimo galimybes.