Глобальные компьютерные сети
Первоначально глобальные сети решали задачу доступа удаленных ЭВМ и терминалов к мощным ЭВМ, которые назывались host-компьютер (часто используют термин сервер). Такие подключения осуществлялись через коммутируемые или некоммутируемые каналы телефонных сетей или через спутниковые выделенные сети передачи данных, например, сети, работающие по протоколу Х.25.
Для подключения к таким сетям передачи данных использовались модемы, работающие под управлением специальных телекоммуникационных программ, таких как BITCOM, COMIT, PROCOM, MITEZ и т.д. Эти программы, работая под операционной системой MS-DOS, обеспечивали установление соединения с удаленным компьютером и обмен с ним информацией.
С закатом эры MS-DOS их место занимает встроенное в операционные системы коммуникационное программное обеспечение. Примером могут служить средства Windows95 или удаленный доступ (RAS) в WindowsNT.
В настоящее время все реже используются подключенные к глобальным сетям одиночные компьютеры. Это в основном домашние ПК. В основной массе абонентами компьютерных сетей являются компьютеры, включенные в локальные вычислительные сети (ЛВС), и поэтому часто решается задача организации взаимодействия нескольких удаленных локальных вычислительных сетей. При этом требуется обеспечить удаленному компьютеру связь с любым компьютером удаленной локальной сети, и, наоборот, любому компьютеру ЛВС с удаленным компьютером. Последнее становится весьма актуальным при расширении парка домашних и персональных компьютеров.
В России крупнейшими глобальными сетями считаются Спринт сеть (современное название Global One), сеть Инфотел, сети Роснет и Роспак, работающие по протоколу Х.25, а также сети Relcom и Internet, работающие по протоколу TCP/IP.
В качестве сетевого оборудования применяются центры коммутации, которые для сетей Х.25 часто исполняются как специализированные устройства фирм-производителей Siemens, Telenet, Alcatel, Ericsson и др., а для сети с TCP/IP используются маршрутизаторы фирм Cisco и Decnis. Структура сетей показана на рисунке 6.
Рисунок 6 — Принцип объединения компьютеров в глобальных сетях.
3.2 Сеть Internet
Internet является старейшей глобальной сетью. Internet предоставляет различные способы взаимодействия удаленных компьютеров и совместного использования распределенных услуг и информационных ресурсов.
Internet работает по протоколу TCP/IP. Основным «продуктом», который вы можете найти в Internet, является информация. Эта информация собрана в файлы, которые хранятся на хост-компьютерах, и она может быть представлена в различных форматах. Формат данных зависит от того, каким сетевым сервисом вы воспользовались, и какие возможности по отображению информации есть на ПК. Любой компьютер, который поддерживает протоколы TCP/IP, может выступать в качестве хост-компьютера.
Ключом к получению информации в Internet являются адреса ресурсов. Вам придется использовать почтовые адреса (mail addresses) при пересылке сообщений по электронной почте своим коллегам и адреса хост-компьютеров (host names) для соединения с ними и для получения файлов с информацией.
Одним из недостатков передачи данных по сети Internet является недостаточная защита информации.
Услуги Internet.
- Передача файлов по протоколу FTP. Информационный сервис, основанный на передаче файлов с использованием протокола FTP (протокол передачи файлов).
- Поиск файлов с помощью системы Archie. Archie – первая поисковая система необходима для нахождения нужной информации, разбросанной по Internet.
- Электронная почта. ЭП – это вид сетевого сервиса. ЭП предусматривает передачу сообщений от одного пользователя, имеющего определенный компьютерный адрес, к другому. Она позволяет быстро связаться друг с другом.
- Списки рассылки. Список рассылки – это средство, предоставляющее возможность вести дискуссию группе пользователей, имеющих общие интересы.
- Телеконференции. Телеконференции в Internet предоставляют возможность вести дискуссии (при помощи сообщений) по тысячам размещенных тем.
- World Wide Web (WWW) – Всемирная информационная паутина. Эта система в настоящее время является наиболее популярной и динамично развивающейся. Информация в WWW состоит из страниц (документов). Страницы могут содержать графику, сопровождаться анимацией изображений и звуком, воспроизводимым непосредственно в процессе поступления информации на экран пользователя. Информация в WWW организована в форме гипертекста. Это означает, что в документе существуют специальные элементы – текст или рисунки, называемые гипертекстовыми ссылками (или просто ссылками), щелчок мышью на которых выводит на экран другой документ, на который указывает данная ссылка. При этом новый документ может храниться на совершенно другом сайте, возможно, расположенном в другом конце земного шара.
- Gopher-система. Эта система является предшественником WWW и сейчас утрачивает свое значение, хотя пока и поддерживается в Интернет. Просмотр информации на Gopher-сервере организуется с помощью древовидного меню, аналогичного меню в приложениях Windows или аналогично дереву каталогов (папок) файловой системы. Меню верхнего уровня состоит из перечня крупных тем, например, экономика, культура, медицина и др. Меню следующих уровней детализируют выбранный элемент меню предыдущего уровня. Конечным пунктом движения вниз по дереву (листом дерева) служит документ аналогично тому, как конечным элементом в дереве каталогов является файл.
- FTP (File Transfer Protocol) – система, служащая для пересылки файлов. Работа с системой аналогична работе с системой NC. Файлы становятся доступными для работы (чтение, исполнения) только после копирования на собственный компьютер. Хотя пересылка файлов может быть выполнена с помощью WWW, FTP-системы продолжают оставаться весьма популярными ввиду их быстродействия и простоты использования.
16. Локальные и глобальные сети. Основные характеристики и отличия. Структура крупных локальных и глобальных сетей.
Локальные сети — Local Area Networks (LAN) (или Локальные вычислительные сети (ЛВС)) — сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км) объединенные одним или несколькими высокоскоростными каналами передачи данных (порядка 100 Мбит/с),. в общем случае локальная сеть это коммуникационная система, принадлежащая одной организации.
Предоставляемые услуги отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.
Глобальные сети (ГС) — Wide Area Networks (WAN) — объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. В глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, (телефон – телеграф). Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставляемых услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Отличия локальных сетей от глобальных (коротко) Подробно –см. на обороте
• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи.
• Сложность методов передачи и оборудования.
• Скорость обмена данными. ЛС (10,16и100 Мбит/с) ГС (2400,9600,28800,33600 бит/с),
• Разнообразие услуг. ЛС – широкие, ГС — ограниченные (почта)
• Оперативность выполнения запросов. ЛС – неск. мсек, режим on-line ГС – неск. сек.
• Разделение каналов. В ЛС совместно сразу неск. узлами сети, а в ГС — индивидуально.
• Использование метода коммутации пакетов. В ЛС — применяется (неравн. нагрузка) В ГС – в осн. метод коммутации каналов,
• Масштабируемость. ЛС – плохая, ГС – хорошая.
Структура крупных локальных и глобальных сетей
Классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах к-рого действует сеть:
Рис. 1.33. Пример корпоративной сети
сети отделов, (небольшая группа сотрудников/ разделение локальных ресурсов)
• сети кампусов (мн-во сетей разл. отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории)
• корпоративные сети объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отд. предприятия. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и комп-ов может измеряться тысячами, а число серверов — сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что необходимо использование глобальных связей.
Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в (телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь). Корпоративную сеть можно представить в виде «островков локальных сетей», плавающих в телекоммуникационной среде
Для такой сложной и крупномасштабной сети как корпоративная сеть характерно:
Рис. 1.31. Пример сети масштаба отдела
масштабность — тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;
o высокая степень гетерогенности — типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений различны;
o использование глобальных связей — сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.
Отличия локальных сетей от глобальных (подробно)
• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. ЛВС отличается от ГС небольшим расстоянием между узлами сети. Это делает возможным использование в ЛВС качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных ГС, В ГС часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.
• Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физ. каналов в ГС требуются более сложные, чем в ЛС, методы передачи данных и оборудование. Так, в ГС широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные передачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в ЛС позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.
• Скорость обмена данными. Скорость высокоскоростных каналов ЛС (10,16и100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера — дисков, внутренних шин обмена данными и т. п. Для ГС типичны гораздо более низкие скорости передачи данных — 2400,9600,28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах — до 2 Мбит/с.
• Разнообразие услуг. ЛС сети предоставляют широкий набор услуг — это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как ГС в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями — передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.
• Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через ЛС обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через ГС может достигать нескольких секунд. Низкая скорость передачи данных в ГС затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для ЛС.
• Разделение каналов. В ЛС каналы связи используются, как правило, совместно сразу несколькими узлами сети, а в ГС — индивидуально.
• Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью ЛС является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этого в ЛС для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В ГС метод коммутации пакетов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммутации каналов, а также некоммутируемые каналы — как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.
• Масштабируемость. «Классические» локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями