22. Компьютерные коммуникации. Компьютерные сети. Назначение компьютерных сетей.
Компьютерная коммуникация — процесс взаимообмена информацией между субъектами с помощью вербальных и невербальных коммуникативных систем, опосредованный компьютерными средствами коммуникации.
Коммуникации бывают материальными и информационными.
К материальным коммуникациям относятся процессы, которые связаны с передачей каких-либо физических объектов. Например, водные коммуникации, транспортные магистрали, газопроводы и т. п.
Информационные коммуникации объединяют процессы, передающие информацию. Это печатные коммуникации, когда общение происходит через книги, журналы, газеты и т. д. Лектории, театры, церкви, концертные залы и пр. определяют аудиторные коммуникации. Видеокоммуникации – это телевидение, кино, видеофильмы. Аудиокоммуникации связаны с радио, звукозаписями, телефоном. Наконец, компьютерные коммуникации – это универсальный вид общения, который обеспечивает передачу информации от текстов до компьютерных программ с помощью носителей (жестких, гибких и лазерных дисков), а также с помощью современных средств связи, включающих компьютеры.
Компьютерные коммуникации позволяют быстро передавать информацию на большие расстояния. Для этого компьютеры объединяются между собой в единую среду. Так появились компьютерные сети.
Компьютерная сеть – система взаимосвязанных компьютеров и терминалов, предназначенных для передачи, хранения и обработки информации.
Объединив компьютеры в сеть, можно использовать совместно многие ресурсы компьютера: память, принтеры, диски и пр. В зависимости от того, являются ли все компьютеры сети равноправными или имеется выделенный центральный компьютер (сервер), сети подразделяют на одноранговые и сети с выделенным сервером.
Сервер – узел сети, который предоставляет свои ресурсы другим узлам (компьютерам и т.д.), но сам при этом не использует их ресурсы. Клиентом называется узел сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не предоставляет (часто его еще называют рабочей станцией).
Компьютерные сети бывают локальные, региональные и глобальные.
Очень важным является вопрос топологии локальной сети. Под топологией компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их линиями. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, методы управления обменом, надежность работы, возможность расширения сети.
Существует три основных топологии локальной сети.
- Шина (bus). Все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам.
- Кольцо (ring). Каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута.
- Звезда (star). К одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.
Региональная сеть – это сеть, соединяющая компьютеры и локальные сети для решения общей проблемы регионального масштаба.
Корпоративная сеть – это сеть, соединяющая локальные сети в пределах одной корпорации.
Глобальные сети (WAN – Wide Area Network) – это сети, соединяющие компьютеры, удаленные на большие расстояния, для общего использования мировых информационных ресурсов. Они охватывают всю страну, несколько стран и целые континенты.
В глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный адрес, что позволяет «проложить к нему маршрут» для доставки информации.
Взаимодействие объектов сети осуществляется по каналам связи, для которых используют разные физические среды. Среда определяет средства соединения компьютеров (по телефонным проводам, по электрическим кабелям, с помощью радиоволн, по оптоволоконным кабелям и т.д.). Все это каналы связи. Их основные характеристики:
- скорость передачи данных (пропускная способность), измеряется числом бит в секунду;
- надежность (способность передавать информацию без искажений и потерь);
- стоимость;
- резервы развития.
Для передачи информации по каналам связи необходимо преобразовать компьютерные сигналы в сигналы физических сред. Для этого используются сетевые адаптеры. Сетевой адаптер (сетевая карта) – техническое устройство, выполняющее функцию сопряжения компьютеров с каналами связи.
Для связи компьютеров по телефонным линиям используется модем. Модем – устройство, производящее модуляцию (преобразование цифровых сигналов в аналоговые сигналы) и демодуляцию (преобразование аналоговых сигналов в цифровые). Модем используют вместо сетевых адаптеров в сетях, где каналами связи служат телефонные линии. Модемы бывают внешними и внутренними. Основная характеристика модема – скорость передачи данных (до 56000 бод).
Для того чтобы информацию, переданную одним компьютером, понял другой, необходимы единые правила передачи данных, называемые протоколами. Передача данных одним сплошным потоком может привести к их потере или искажению. Поэтому данные разделяются на блоки (пакеты) строго определенной длины, каждый такой пакет сопровождается служебным уведомлением (начало и конец пакета, номер).
Чем отличается коммуникационная сеть от информационной сети.
Коммуникационная сеть — система, состоящая из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления продукта, называемых пунктами (узлами) сети, и линий передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами.
Отличительная особенность коммуникационной сети — большие расстояния между пунктами по сравнению с геометрическими размерами участков пространства, занимаемых пунктами. В качестве продукта могут фигурировать информация, энергия, масса, и соответственно различают группы сетей информационных, энергетических, вещественных. В группах сетей возможно разделение на подгруппы. Так, среди вещественных сетей могут быть выделены сети транспортные, водопроводные, производственные и др. При функциональном проектировании сетей решаются задачи синтеза топологии, распределения продукта по узлам сети, а при конструкторском проектировании выполняются размещение пунктов в пространстве и проведение соединений.
Назначением коммуникационных сетей является передача данных с минимальным количеством ошибок и искажений. На основе коммуникационной сети может строиться информационная сеть, к примеру, на основе сетей Ethernet (пакетная технология передачи данных преимущественно локальных компьютерных сетей) как правило, строятся сети TCP/IP, которые в свою очередь образуют глобальную сеть Интернет. Примерами коммуникационных сетей являются:
- компьютерные сети,
- телефонные сети,
- сети сотовой связи,
- сети кабельного телевидения.
Информационная сеть — коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация.
Информационная сеть состоит из:
— абонентских и административных систем;
— связывающей их коммуникационной сети.
В зависимости от расстояния между абонентскими системами, информационные сети подразделяются на глобальные, территориальные и локальные. Различают универсальные и специализированные информационные сети.
Как разделяются сети по территориальному признаку?
В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети:
- территориальные — охватывающие значительное географическое пространство; среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы; региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network), а общее англоязычное название для территориальных сетей — WAN (Wide Area Network);
- локальные (ЛВС) — охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1. 2 км); локальные сети обозначают LAN (Local Area Network); Ярким примером ЛВС служат корпоративные сети(масштаба предприятия) — совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях.
- Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (реализованная в ней информационная служба World Wide Web (WWW) переводится на русский язык как всемирная паутина); это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet). Интранет — в отличие от сети Интернет, это внутренняя частная сеть организации. Как правило, Интранет — это Интернет в миниатюре, который построен на использовании протокола IP для обмена и совместного использования некоторой части информации внутри этой организации. Это могут быть списки сотрудников, списки телефонов партнёров и заказчиков.