Глобальная компьютерная сеть
Глобальная компьютерная сеть, ГКС (англ. Wide Area Network , WAN ) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.
ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.
Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame Relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame Relay.
Описание
Связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Отличие глобальной сети от локальной
Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым.
В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт ее существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.
7.6. Принципы построения, функции и типы гкс
Глобальные компьютерные сети (их называют также территориальными компьютерными сетями), появление которых обусловлено достижениями научно-технического прогресса и объясняется потребностью в обмене информацией, стали неотъемлемой частью осуществления программ сотрудничества между странами. Типичными абонентами ГКС являются локальные сети организаций (предприятий, компаний и т. д.), расположенных друг от друга на значительных расстояниях и нуждающихся в обмене информацией. Услугами ГКС пользуются и отдельные компьютеры. Созданием глобальных сетей обычно занимаются крупные телекоммуникационные компании и реже – крупные корпорации для своих внутренних нужд. Компания, поддерживающая нормальную работу сети, называется оператором, а компания, оказывающая платные услуги абонентам сети, – поставщиком услуг, или провайдером. Владелец, оператор и поставщик могут представляться одной компанией. Кроме ГКС функционируют и другие виды территориальных сетей передачи информации – телефонные, телеграфные, телексные.
На характере развития сетевых структур в большой степени отражаются общие мировые тенденции развития КС. Одна из них – тенденция объединения в той или иной форме различных сетевых структур, обусловленная необходимостью предоставления пользователям возможности связи с ЛКС или компьютером, находящимся в любой точке планеты (в современном мире это важное условие конкурентной способности предприятия, оказывающего телекоммуникационные услуги).
Процессу объединения сетей способствует развитие их архитектуры в направлении создания национальных и международных ассоциаций систем компьютерной связи, в которых используются ЭВМ, изготовленные различными производителями и управляемые различными ОС. Это стало возможно, так как в основу моделей и архитектуры сетей положены международные стандарты. В результате во всех странах в настоящее время выпускаются в основном разнообразные аппаратные и программные средства территориальных глобальных и локальных сетей нового типа – открытых сетей, удовлетворяющих требованиям международных стандартов.
В основу архитектуры сетей положен многоуровневый принцип передачи сообщений. Формирование сообщения осуществляется на самом верхнем уровне модели ВОС. Затем (при передаче) оно последовательно проходит все уровни системы до самого нижнего, где и передается по каналу связи адресату. По мере прохождения каждого из уровней системы сообщение трансформируется, разбивается на сравнительно короткие части, которые снабжаются дополнительными заголовками, обеспечивающими информацией аналогичные уровни на узле адресата. В этом узле сообщение проходит от нижнего уровня к верхнему, снимая с себя заголовки. В результате адресат принимает сообщение в первоначальном виде.
В ГКС управление обменом данных осуществляется протоколами верхнего уровня модели ВОС. Независимо от внутренней конструкции каждого конкретного протокола верхнего уровня, для них характерно наличие общих функций: инициализация связи, передача и прием данных, завершение обмена. Каждый протокол имеет средства для идентификации любой рабочей станции сети по имени, сетевому адресу или по обоим этим атрибутам. Активизация обмена информации между взаимодействующими узлами начинается после идентификации узла адресата узлом, инициирующим обмен данными. Инициирующая станция устанавливает один из методов организации обмена данными: метод дейтаграмм или метод сеансов связи. Протокол представляет средства для приема/передачи сообщений адресатом и источником. При этом обычно накладываются ограничения на длину сообщений.
Возможности и конкурентоспособность любой КС определяются, прежде всего, ее информационными ресурсами – знаниями, данными, программами, которые сеть представляет пользователям. Естественно, что эти ресурсы должны как можно шире охватывать те области, в которых работают пользователи сети. Кроме того, они должны непрерывно обновляться и пополняться.
По мере развития сетей расширяется перечень предоставляемых ими услуг и повышается их интеллектуальный уровень.
К числу наиболее распространенных услуг, предоставляемых современными ГКС, относятся:
- телекоммуникационные (транспортные): обмен сообщениями в режиме «электронная почта» как между пользователями одной сети, так и между пользователями различных сетей; обмен сообщениями между участниками телеконференций и телесеминаров; организация электронных бюллетеней новостей (электронных досок объявлений); организация диалога и обмен сообщениями двух абонентов в режиме «запрос-ответ»; передача больших массивов – файлов; размножение сообщений и передача их по заранее подготовленному списку; приоритетное обслуживание сообщений согласно категориям срочности; организация замкнутых групп абонентов (подсетей) для взаимного обмена информацией только в рамка группы; доставка факсимильных сообщений; переадресация сообщений в случае изменения адреса получателя информации; выдача копий сообщений по запросам абонентов и др.;
- вычислительные: удовлетворение запросов абонентов сети, требующих больших объемов работ по обработке информации;
- информационные: поиск информации по вопросам, интересующим абонентов;
- консультационные: консультации по информационному и программному обеспечению сети; консультации по технологии использования общесетевых ресурсов; обучение навыкам работы с компьютером и другими техническими средствами и др.;
- технические: установка программного обеспечения, установка и тестирование модемов и др.;
- рекламные: размещение рекламы в электронных конференциях и семинарах.
В основном ГКС используется для предоставления транспортных услуг, характерных для трех нижних уровней модели ВОС. Однако по мере развития глобальных сетей удельный вес других услуг, относящихся к верхним уровням этой модели (эти услуги называются высокоуровневыми), имеет устойчивую тенденцию к повышению. Это связано, в первую очередь, с использованием и развитием сети Internet. Высокоуровневые (прежде всего, информационные и вычислительные) услуги этой сети оказывают громадное влияние на работу как предприятий, так и индивидуальных пользователей сети. Технологии Internet все в большей степени проникают в локальные и особенно в корпоративные сети. Появился даже специальный термин – intranet, применяемый в тех случаях, когда технология Internet переносится в корпоративную сеть.
В отличие от локальных сетей, в составе которых имеются свои высокоскоростные каналы передачи информации, глобальная (а также региональная и, как правило, корпоративная) сеть включает подсеть связи (иначе: территориальную сеть связи, систему передачи информации), к которой подключаются локальные сети, отдельные компьютеры и терминалы (средства ввода и отображения информации). Подсеть связи состоит из каналов передачи информации и коммуникационных узлов, которые предназначены для передачи данных по сети, выбора оптимального маршрута передачи информации, коммутации пакетов и реализации ряда других функций с помощью компьютера (одного или нескольких) и соответствующего программного обеспечения, имеющихся в коммуникационном узле. Компьютеры, за которыми работают пользователи-клиенты, называются рабочими станциями, а компьютеры, являющиеся источниками ресурсов сети, предоставляемых пользователям, называются серверами. Такая структура сети получила название узловой.
Типовая структура глобальной сети приведена на рис. 35. Территориальная сеть связи включает ряд коммуникационных узлов (КУ), связанных между собой высокоскоростными магистральными линиями связи – выделенными аналоговыми или цифровыми. Коммуникационные узлы устанавливаются в тех пунктах, где требуются ответвления или слияние потоков данных конечных абонентов. Абоненты обычно подключаются к сети с помощью выделенных каналов связи с меньшей производительностью, чем у магистральных каналов. Допускается использование и коммутируемых каналов, хотя качество транспортных услуг при этом ухудшается.
Глобальные сети отличаются гораздо большим разнообразием конечных узлов по сравнению с ЛКС (основные их типы показаны на рис. 35). Конечные узлы вырабатывают данные для передачи в глобальной сети, для которой они являются устройствами типа DTE (Data Terminal Equipment) – портом маршрутизатора или удаленного моста (на рис. 35 мосты не показаны). Удаленные мосты строят таблицы МАС-адресов и принимают решение – передавать кадры в ТСС или нет. Маршрутизаторы определяют маршрут для передачи пакета следующему маршрутизатору.
Р ис. 35. Структура ГКС
КУ–коммутационный узел
ЛКС – локальная компьютерная сеть
ТСС – территориальная сеть связи