Характеристики компьютерных сетей
Характеристики компьютерных сетей — это совокупность показателей эффективности (качества) сети.
Характеристики компьютерных сетей можно разделить на две группы (см. рис.1.50):
Примерами качественных характеристик могут служить:
• операционные возможности сети, представляющие собой
перечень услуг (сервисов) по передаче и обработке данных,
предоставляемых пользователям сети, таких как передача данных между
удаленными пользователями сети, доступ к удаленным файлам, доступ к разнообразным вычислительным средствам, в том числе, к высокопроизводительным ВС, электронная почта, возможность передачи по сети разнообразных данных (речь, аудио, видео) и т.д.;
• масштабируемость — способность сети при ее наращивании (при увеличении ресурсов) линейно увеличивать свою производительность, которую можно оценить количественно через отношение прироста производительности системы к приросту ресурсов: чем ближе это отношение к единице, тем выше масштабируемость;
• управляемость — возможность администрирования с целью выявления и разрешения возникающих в сети проблем, а также планирования развития и модернизации сети;
• гибкость — сохранение качества функционирования сети при изменении её состава и конфигурации в результате выхода из строя оборудования или добавления новых устройств.
Количественные характеристики компьютерных сетей можно разделить на две группы (рис.1.51):
• глобальные,определяющие наиболее важные свойства сети как целостного объекта;
• локальные,определяющие свойства отдельных устройств или частей сети и позволяющие получить более детальное представление об эффективности сети.
К глобальным характеристикам относятся:
• прочие характеристики (энергопотребления, массогабаритные и т.п.).
Характеристики производительности
Производительность компьютерной сети— мера мощности сети, определяющая количество работы, выполняемой сетью в единицу времени.
Понятие производительности охватывает широкую номенклатуру показателей эффективности компьютерной сети, определяющих качество функционирования как сети в целом, так и отдельных ее подсистем и элементов — технических и программных средств.
Производительность сети зависит, в первую очередь, от производительности отдельных ее элементов, называемой скоростью работы или быстродействием устройств, например, скорость передачи данных по каналам связи, измеряемая объёмом данных, передаваемых за единицу времени, быстродействие ЭВМ или, точнее, процессора, измеряемое числом команд, выполняемых в единицу времени, и т.п.
Для оценки производительности компьютерной сети в целом используется следующая совокупность показателей:
• производительность СТК(сети передачи данных), измеряемая числом сообщений (пакетов, кадров, бит) передаваемых по сети за единицу времени;
• производительность СВТ(средств обработки данных), представляющая собой суммарную производительность всех средств ВТ (ЭВМ и систем), входящих в состав сети.
Производительность СТК (коммуникационная мощность)может быть задана следующими показателями:
• максимальная или предельная производительность, называемая пропускной способностью сети передачи данныхи измеряемая количеством пакетов (кадров), передаваемых в сети за единицу времени;
• реальная или фактическая производительность сети передачи данных, которая может быть задана как среднее значение на некотором интервале времени или как мгновенное значение в конкретный момент времени.
Производительность СВТ (вычислительная мощность)в целом складывается из производительностей ВС, выполняющих обработку данных в сети.
Наиболее важным показателем производительности ВС, как совокупности технических и программных средств, является системная производительность .измеряемая числом задач, выполняемых системой за единицу времени:
где — число задач, выполненных за время Т.
Очевидно, что системная производительность зависит от режима функционирования, реализуемого управляющими программами операционной системы, и класса решаемых задач, т.е. вычислительной нагрузки.
Основные характеристики и классификация компьютерных сетей
По территориальной распространенностисети могут быть локальными, глобальными, и региональными.
- Локальная сеть (LAN – Local Area Network) – сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.
- Региональнаясеть (MAN – Metropolitan Area Network) – сеть в пределах города или области.
- Глобальнаясеть (WAN – Wide Area Network) – сеть на территории государства или группы государств.
- низкоскоростные сети – до 10 Мбит/с;
- среднескоростные сети – до 100 Мбит/с;
- высокоскоростные сети – свыше 100 Мбит/с.
- проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
- беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.
- Необходимость дополнительной ОС для сервера.
- Более высокая сложность установки и модернизации сети.
- Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера
Основные характеристики сетей
Скорость передачи данныхпо каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени – секунду. Единица измерения – бит в секунду. Часто используется единица измерения скорости — бод. Бод — число изменений состояния среды передачи в секунду. Так как каждое изменение состояния может соответствовать нескольким битам данных, то реальная скорость в битах в секунду может превышать скорость в бодах. Пропускная способность канала связи. Единица измерения пропускной способности канала связи – знак в секунду. Достоверность передачи информацииоценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак – ошибок/знак. Этот показатель должен лежать в пределах 10 -6 –10 -7 ошибок/знак, т.е. допускается одна ошибка на миллион переданных знаков или на десять миллионов переданных знаков. Надежность каналов связикоммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности – час. Как минимум, несколько тысяч часов. Время реакции сети– время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах. Объем информации, передаваемой по сети, называется трафиком.
Характеристики компьютерной сети
Высокоскоростные магистральные сети составляют основу сети. К этим гигантам подсоединяются областные сети поменьше, а уже к ним – Интернет-провайдеры – фирмы, которые подключают обычных пользователей (как организации, так и частным лицам).
Сегодня наиболее передовыми считаются волоконно-оптические сети. Спутниковые, радиоканалы, коаксиальные кабели уступают им в скорости распространения сигнала, пропускной способности и легкости прокладки. Типичная двухкилограммовая катушка оптического кабеля может подменить 700 кг медных проводов. По дну океанов протянуты оптоволоконные линии и соединяют материки. Новые километры подводных кабелей прокладываются ежедневно.
Пользователь, работая в сети, предъявляет определенные требования к ее характеристикам. К примеру, возможно требование, чтобы средний темп передачи информации не была меньше 2 Мбит/с. Различные требования к качеству транспортных услуг сети возможно причислить к одной из последующих групп:
- надежность
- производительность;
- безопасность;
- характеристики, обладающие значением лишь для поставщика.
Три первые категории отвечают трем максимально важным для пользователя чертам транспортных услуг — возможность без перерывов и потерь в обслуживании (надежность) предоставлять с установленной скоростью (производительность) защищенную от несанкционированного допуска и замены данные (безопасность).
Очевидно, что производитель сетевых услуг, стараясь угодить требованиям пользователей, уделяет больше внимание таким характеристикам. И в то же время присутствует ряд значимых характеристик сети для поставщика, которые не волнуют потребителя.
Сеть обслуживает огромное число пользователей и поставщику услуг необходимо таким образом организовать деятельность своей сети, чтобы одновременно удовлетворить все требования. Поставщику нужно находить такое равновесие в распределении ресурсов среди конкурирующих потоков, чтобы условия всех пользователей были исполнены. Урегулирование этой проблемы содержит контроль, планирование и расходования ресурсов в ходе передачи трафика. Поставщик заинтересован в тех характеристиках ресурсов, при помощи которых он обслуживает потребителей. Важна для него производительность коммутатора, потому что необходимо знать, сколько потоков потребителей он может обработать с помощью данного коммутатора.
Ключевые характеристики компьютерной сети
Основными характеристиками сети являются:
- пропускная способность (предельный объем информации, который передается сетью за единицу времени, измеряется в Мбит/с);
- время ответа сети (период времени, который тратится устройствами сети и программным обеспечением на подготовку к передаче данных согласно этому каналу, измеряют в миллисекундах).
Простые критерии, характеризующие компьютерную сеть, можно использовать для сопоставления компьютерных сетей различных типов и, опираясь на результаты этого соизмерения, подбирать решение:
- скорость деятельности;
- цена услуги;
- безопасность работы;
- доступность сети;
- масштабируемость;
- надежность сети;
- топология (конфигурация).
Более подробно рассмотрим их свойства. Скорость работы сети устанавливает, насколько долго будет переходить информация по сети. Можно использовать термин пропускная способность сети или темп передачи сведений. Эта характеристика является для пользователя важнейшей, так как ждать никто не любит.
Второй характеристикой является стоимость компьютерной сети. Эта истинная стоимость частей сети, а кроме того их установка, монтаж и настройка. Компьютерная сеть, как и любой непростой механизм, запрашивает непрерывного обслуживания, эти расходы необходимо принимать во внимание.
Третьим критерием считается безопасность компьютерной сети. Это важная характеристика, которой посвящают много различных книг и учений, так как каждый желает защитить свою сеть от хакерских нападений. Безопасность информации, передаваемой по сети, — очень значимый момент в особенности, если это банк или какое-либо Министерство. Не стоит забывать и о физическом вандализме, могут украсть кабель.
Четвертая характеристик компьютерной сети – это ее доступность. Данный аспект демонстрирует, какой период времени ваша сеть либо какая-то ее часть были недоступны. Причинами, которые оказывают воздействие на доступность, являются: наличие резервного оборудования, резервных линий связи, возможно наличие независимых поставщиков электроэнергии. Также к ним можно отнести то, насколько качественно задокументирована ваша компьютерная сеть. Владея приличной документацией, вы в существенной мере сократите время на локализацию, поиск и ликвидацию предпосылок неисправности на сети.
Масштабируемость компьютерной сети очень важна в том случае, когда ваша сеть находится в постоянном развитии и расширении. При плохой масштабируемости вряд ли вы сможете удовлетворять все потребности пользователей в должной мере. Этот критерий, при правильном подходе, должен быть заложен еще до того, как будет проложен первый сантиметр кабеля.
Надежность компьютерной сети полностью и целиком соединена с ее элементами и их безотказностью (коммутаторы, пк, маршрутизаторы и линии передачи информации), все эти составляющие формируют компьютерную сеть и их характеристики оказывают большое влияние на ее безопасность. Вместо надежности сети иногда можно встретить термин возможность отказа или же средний период времени между отказами. В случае с устройствами все очевидно, как же со сферой передачи данных. Обычный пример не безопасной среды: скрученная пара типа UTP хорошо подходящая для офисной или домашней прокладки не подойдет для наружной, к примеру, оплетка такого кабеля способна легко треснуть от мороза.
Кроме того не стоит забывать, что у любого устройства имеются правила эксплуатации, которые забывают читать. Поэтому, если в зимнее время посмотреть в коммуникационный шкафчик провайдера, там иногда можно увидеть лампочку накаливания, задачей которой является не дать оснащению замерзнуть, ее тепла обычно хватает. Кроме того не стоит пренебрегать напряжением питания, требуемой мощностью, влажностью помещения, запыленностью и многими другими характеристиками, которые также имеют влияние на надежность работы компьютерной сети.
Необходимо выделить два типа топологий: физическая, которая показывает где и как введены физические элементы компьютерной сети, а также, в каком порядке и чем они объединены, и логическая топология, которая может помочь осознать, как работает сеть.
Невозможно точно выделить самую важную характеристику или критерий компьютерной сети для конкретной сети, — в зависимости от того, для чего она предназначена, эти характеристики будут меняться. Есть субъективные характеристики, сложившиеся из ощущений пользователей, а есть объективные, выработанные инженерами.