Виды и назначение компьютерных сетей

Технология соединения удаленных терминалов с ЭВМ явилась основой для создания компьютерных сетей. Позже появился другой тип сетей, которые обеспечивают взаимодействие удаленных друг от друга компьютеров.

Компьютерная (вычислительная) сеть – это совокупность компьютеров и другого периферийного оборудования (принтеров, графических устройств, мощных накопителей на магнитных и магнитооптических дисках, модемов и др.), соединенных с помощью каналов связи в единую систему так, что они могут связываться между собой и совместно использовать ресурсы сети. В зависимости от территории, охватываемой сетью, компьютерные сети подразделяются на три основных класса:

глобальные сети (WAN – Wide Area Network);

региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);

локальные сети (LAN – Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на разных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети осуществляется на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов внутри большого города, экономического региона, страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки – сотни километров.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) включает абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков и т. д. Протяженность такой сети обычно ограничена пределами 2–2,5 километра. Есть и другие способы классификации вычислительных сетей: по типу передающей среды, по однородности сети, по топологии и др.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии, обеспечивающие мощные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные сети могут входить как компоненты в состав региональных сетей, региональные – в глобальные, и, наконец, глобальные сети могут образовывать сложные структуры.

Из глобальных наиболее популярной является сеть Internet. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей, причем каждая внутренняя сеть может обладать собственной структурой и способами управления. Основными ячейками Internet являются локальные вычислительные сети. В локальных сетях работа пользователя с сетевыми ресурсами происходит так же, как с локальными ресурсами, но применение ЛВС дает следующие преимущества:

· предоставление в распоряжение пользователей общего доступа к разделяемым сетевым ресурсам: мощным накопителям (в том числе дисководам со сменными дисками), быстродействующим лазерным принтерам, графическим устройствам;

· обеспечение потребностей многих пользователей в дорогостоящих программных средствах, располагающихся на сетевых дисках. Так как необходимые данные и программы могут быть доступны с каждого рабочего места, возрастает производительность труда;

· более эффективная защита централизованных баз данных, чем для автономного компьютера. При необходимости для наиболее важных данных могут создаваться резервные копии;

· обеспечение эффективных средств взаимодействия пользователей друг с другом, например, посредством электронной почты. Возможно проведение конференций;

· повышение надежности всей информационной системы, поскольку при отказе одного компьютера другой, резервный, может взять на себя его функции и рабочую нагрузку.

Архитектура связей

Компьютерные сети обладают некоторыми чертами почты, некоторыми чертами телеграфа и некоторыми чертами телефона. Так же как в телеграфе, в компьютерных сетях используется цифровая передача информации. Как в телефонной сети каждому телефону присваивается телефонный номер, так каждому компьютеру в сети присваивается свой номер. Наиболее глубокая аналогия существует между сетями и обычной почтой. В данном случае речь идет не о том, что в компьютерных сетях существует электронная почта, а о том, что информация по сетям передается в виде отдельных пакетов.

Если нужно передать длинное сообщение, оно разбивается на нужное число кусочков (пакетов, кадров), и каждый из них снабжается адресом отправителя, адресом получателя и некоторой служебной информацией.

Каждый пакет передается по сети независимо от всех остальных, и, в принципе, они могут следовать разными маршрутами. По прибытии пакетов на место из них собирается исходное сообщение. Этот процесс называется коммутацией пакетов.

Напротив, в телефонной сети используется коммутация каналов. Это значит, что сначала вы дозваниваетесь, причем можете и не дозвониться, если противоположный конец занят или один из промежуточных коммутаторов перегружен. Когда вы дозвонились, то между вами и вашим абонентом устанавливается постоянный канал связи. Если вы молчите в трубку, этот канал все равно больше никем не используется.

В компьютерных сетях, как и в обычной почте, нет понятия «занято»: каждый компьютер может одновременно принимать пакеты от большого количества других компьютеров. Если на почте сортировочный пункт перегружен работой в канун праздника, ваше письмо с небольшой задержкой все равно дойдет до адресата. Точно так же в компьютерных сетях перегрузка сказывается в виде роста времени отклика и поровну ложится на всех пользователей. И если в данный момент вы ничего не посылаете, то вы не потребляете никаких ресурсов сети.

Эффективное использование общих ресурсов – это главное преимущество коммутации пакетов.

Поэтому за дальние телефонные разговоры вы платите отдельно, а подключаясь к Internet, вы получаете без дополнительной оплаты связь со всем миром.

Второе важное достоинство коммутации пакетов – это легкость объединения в единую сеть разных по скорости каналов связи.

Для передачи данных в сетях используется Международный стандарт – базовая модель открытых систем OSI, разработанная Международной организацией по стандартизации (ISO). Она представляет собой самые общие рекомендации для разработчиков совместимых сетевых программных продуктов и сетевого оборудования.

Модель содержит семь уровней. Основная идея модели заключается в том, что каждому уровню отводится конкретная роль. Поэтому общая задача передачи данных формализуется и расчленяется на отдельные легко обозримые задачи. В процессе развития и совершенствования любой системы возникает потребность изменения отдельных компонентов, а так как интерфейсы между уровнями определены однозначно, можно изменить функции одного или нескольких из них, сохраняя возможность безошибочной работы сети в целом. В сетях происходит взаимодействие между одноименными уровнями модели в различных компьютерах. Такое взаимодействие должно выполняться по определенным правилам, называемым протоколом.

Протокол – набор правил, определяющий взаимодействие двух одноименных уровней модели взаимодействия открытых систем в различных абонентских компьютерах.

Описание уровней модели:

· седьмой – прикладной. Определяет набор прикладных задач, реализуемых в данной сети, и все сервисные элементы для их выполнения. На этом уровне пользователю предоставляется уже переработанная информация;

· шестой – уровень представления данных. Передаваемые данные преобразуются в экранный формат или в формат для печатающих устройств оконечной системы;

· пятый – сеансовый. Организует сеанс связи (установление, поддержка и завершение сеанса) между абонентами через сеть;

· четвертый – транспортный. Поддерживает непрерывную передачу данных между двумя взаимодействующими друг с другом процессами пользователей;

· третий – сетевой. Устанавливает связь между абонентами и осуществляет маршрутизацию пакетов в сети, т. е. передачу информации по определенному адресу;

· второй – канальный. Формирует кадры, обрабатывает ошибки;

· первый – физический. Определяет электрические, механические, функциональные и процедурные параметры для физической связи в системах.

Отдельные уровни базовой модели проходят в направлении вниз от источника данных (от уровня 7 к уровню 1) и в направлении вверх в приемнике данных (от первого к седьмому). Пользовательские данные передаются кадрами (пакетами) в нижерасположенный уровень вместе со специфическим для каждого уровня заголовком до тех пор, пока не будет достигнут последний уровень.

Формат кадра данных для разных типов сетей различен. Например, для сети с физическим методом доступа Ethernet формат кадра показан на рис 61.

64 бит	48 бит	48 бит	16 бит	368–12000 бит	32 бита
Заголовок	Адрес назначения	Адрес источника	Тип кадра	Данные кадра	Значение CRC

Рисунок 61. Формат кадра данных

Код CRC (контрольная сумма, вычисленная по определенному алгоритму) – обеспечивает достоверность передачи данных, аналогичен контрольной сумме, но более сложный. Компьютер, посылающий данные, помещает значение CRC в конец каждого кадра данных. Принимающая сторона еще раз вычисляет это значение и сравнивает его с тем, что хранится в кадре. При совпадении передача достоверна с высокой степенью вероятности.

Тип кадра идентифицирует тип данных в кадре. По нему операционная система определяет программу для обработки данных такого типа.

Заголовок для каждого уровня свой.

На приемной стороне поступающие данные анализируются и передаются далее в вышерасположенный уровень, пока не будут переданы в пользовательский прикладной уровень. При несовпадении кодов CRC в кадре и на приемной стороне следует автоматический запрос на повторную передачу этого неправильно принятого кадра.

В разных сетях отдельные уровни могут отсутствовать.

Функции, выполняемые каждым уровнем, должны быть реализованы либо аппаратурой, либо программами. Функции физического уровня всегда реализуются аппаратурой (адаптерами, мультиплексорами передачи данных, сетевыми платами и т. д.), а функции остальных уровней – как правило, программными модулями (драйверами).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9465 – | 7448 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Сегодняшняя статья открывает новую рубрику на блоге, которая будет называться “Сети”. В данной рубрике будет освещаться широчайший круг вопросов, касающихся компьютерных сетей. Первые статьи рубрики будут посвящены разъяснению некоторых базовых понятий, с которыми вы столкнетесь при работе с сетью. А сегодня мы поговорим о том, какие компоненты потребуются для создания сети и какие существуют виды сетей.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютерного и сетевого оборудования, соединенного с помощью каналов связи в единую систему. Для создания компьютерной сети нам потребуются следующие компоненты:

компьютеры, имеющие возможности для подключения к сети (например, сетевая карта, которая есть в каждом современном ПК);
передающая среда или каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, волоконно-оптические и радиоканалы);
сетевое оборудование (например, коммутатор или роутер);
сетевое программное обеспечение (как правило, входит в состав операционной системы или поставляется вместе с сетевым оборудованием).

Компьютерные сети принято подразделять на два основных вида: глобальные и локальные.

Локальные сети (Local Area Network – LAN) обладают замкнутой инфраструктурой до выхода на поставщиков услуг интернета. Термин “локальная сеть” может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть большого завода, занимающего несколько гектаров. Применительно к организациям, предприятиям, фирмам используется термин корпоративная сеть – локальная сеть отдельной организации (юридического лица) независимо от занимаемой ею территории.
Корпоративные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей (например, сотрудникам компании). Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.

Глобальная сеть (Wide Area Network – WAN) охватывает большие географические регионы и состоит из множества локальных сетей. С глобальной сетью, которая состоит из нескольких тысяч сетей и компьютеров, знакомы все – это Интернет.

Системному администратору приходится иметь дело с локальными (корпоративными) сетями. Обычный пользовательский компьютер, подключенный к локальной сети, называется рабочей станцией. Компьютер, предоставляющий свои ресурсы для общего использования другим компьютерам сети, называется сервером; а компьютер, обращающийся к совместно используемым ресурсам на сервере – клиентом.

Существуют различные виды серверов: файловые (для хранения общих файлов), серверы баз данных, серверы приложений (обеспечивающие удаленную работу программ на клиентах), web-серверы (для хранения web-контента) и другие.

Загрузка сети характеризуется параметром, называемым трафиком. Трафик – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение числа проходящих по сети блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду. Например, скорость передачи данных в современных локальных сетях может быть 100Мбит/с или 1Гбит/с

В настоящее время в мире насчитывается огромное количество всевозможного сетевого и компьютерного оборудования, позволяющего организовать самые различные компьютерные сети. Все многообразие компьютерных сетей можно разделить на несколько видов по различным признакам:

По территории:

локальные – охватывают небольшие территории и располагаются внутри отдельных офисов, банков, корпораций, домов;
региональные – образуются путем объединения локальных сетей на отдельных территориях;
глобальные (интернет).

По способу связи компьютеров:

проводные (компьютеры соединяются посредством кабеля);
беспроводные (компьютеры обмениваются информацией посредством радиоволн. например, по технологии WI-FI или Bluetooth).

По способу управления:

с централизованным управлением – для управления процессом обмена данных в сети выделяется одна или несколько машин (серверов);
децентрализованные сети – не содержат в своем составе выделенных серверов, функции управления сетью передаются по очереди от одного компьютера другому.

По составу вычислительных средств:

однородные – объединяют однородные вычислительные средства (компьютеры);
неоднородные – объединяют различные вычислительные средства (например: ПК, торговые терминалы, веб-камеры и сетевое хранилище данных).

По типам среды передачи сети разделяются на оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне, через спутниковый канал и т.д.

Вы можете встретить и другие классификации компьютерных сетей. Как правило, системному администратору приходится иметь дело с локальными проводными сетями с централизованным, либо децентрализованным управлением.