Какие бывают компьютерные сети и для чего

Виды компьютерных сетей: классификация по различным параметрам

О чем речь? Существуют различные виды компьютерных сетей, причем разделение идет по вполне конкретным признакам: протяженность, скорость передачи информации, функциональное назначение, тип коммутации, технология передачи данных.

Зачем это нужно? Классификация компьютерных сетей по тем или иным параметрам помогает специалистам ориентироваться в определенных стандартах и сравнивать характеристики используемых технологий, а также учитывать их особенности.

Устройство компьютерной сети

Компьютерная сеть представляет собой группу связанных друг с другом компьютеров и периферийных устройств, предоставляющих пользователям возможность обмениваться данными и осуществлять коллективную работу внутри сети.

Основное предназначение сети состоит в том, чтобы пользователи могли с легкостью получать доступ к содержащейся в ней информации и совместно ее использовать, в частности, ограничивать доступ посторонним лицам. Также необходимо, чтобы пользователи сети могли безопасно отправлять друг другу данные.

Компьютерная сеть включает в себя следующие элементы:

• Серверы – это компьютеры, на которых хранятся разнообразные сетевые ресурсы. Для компьютерных сетей применяются два вида серверов. Различают выделенный сервер, который представляет собой отдельный компьютер, используемый для связи между пользователями. В других сетях все компьютеры могут одновременно выступать и как серверы, и как клиентские машины.
• Локальные компьютеры пользователей, также называемые рабочими станциями – это компьютеры, подключенные к сети и необходимые для доступа к ее ресурсам.
• Каналы связи – это линии, с помощью которых серверы и рабочие станции связываются в единое целое.

Составляющими компьютерных сетей могут быть принтеры, сканеры и другое оборудование. Каждый пользователь, войдя в сеть, получает к ним свободный доступ.

Чтобы компьютер, подключенный к сети, мог использоваться для передачи и приема данных, необходимо специальное приспособление – сетевой адаптер или сетевая плата, часто также называемое сетевой картой. Такое устройство может присутствовать на материнской плате компьютера изначально или же быть внешним, то есть поставляться отдельно от материнской платы и вставляться в предназначенный для него слот.

Есть два способа, как организовать компьютерную сеть. Проще всего соединить друг с другом два компьютера. Делается это с помощью единственного кабеля, который нужно подключить к сетевым адаптерам. Затем производятся соответствующие настройки операционных систем.

Более сложной задачей является создание сети из трех и более компьютеров. В таком случае обычный кабель не подходит – необходимо осуществлять подключение через особые устройства, к которым относятся сетевой коммутатор («свитч») и сетевой концентратор («хаб»).

Виды компьютерных сетей

Рассмотрим основные виды компьютерных сетей, различаемых по нескольким характеристикам, и приведем их краткое описание.

Протяженность

Наименьшее пространство по территориальному признаку занимают персональные компьютерные сети. Они могут быть организованы прямо на рабочем столе владельца. Подобную сеть можно реализовать с помощью механизма беспроводной связи Bluetooth.

Далее идут локальные компьютерные сети, расположенные в пределах здания или в нескольких близлежащих зданиях. Их протяженность варьируется от нескольких метров до километра.

Муниципальная сеть чаще всего функционирует в конкретном населенном пункте. Сейчас большое распространение получили муниципальные сети, при подключении к которым можно сразу начать пользоваться городским телефоном, ТВ и интернетом. Протяженность таких сетей зависит от площади населенного пункта и может достигать нескольких километров.

Глобальные компьютерные сети занимают территорию целой страны или части света. В частности, в России они принадлежат крупным телефонным операторам и служат для передачи данных и доступа в интернет. Их длина может быть любой, вплоть до нескольких тысяч километров.

Наконец, интернет или всемирная паутина объединяет множество отдельных компьютерных сетей.

Ведомственная принадлежность

В зависимости от владельца компьютерные сети бывают ведомственные и государственные.

Ведомственные сети создаются частными компаниями и входят в их состав.

Государственные сети функционируют в органах государственного управления.

Функциональное назначение

По выполняемым функциям компьютерные сети делятся на:

• сети для хранения информации (Storage area network, SAN);
• сети предприятий (Enterprise private network, EPN);
• виртуальные частные сети (Virtual private network, VPN).

Сети для хранения информации также известны как «облачные хранилища». В их состав входят многочисленные компьютеры, обладающие большим объемом долговременной памяти и механизмами для обеспечения быстрого доступа к хранящейся информации. К таким сетям относятся, например, Яндекс.Диск, Google Drive, Dropbox.

Сети предприятий могут одновременно использовать как возможности глобальной сети Интернет, так и основываться на внутренних механизмах обмена данными. В них большую роль отводится структурированию информации и предотвращению несанкционированного доступа.

Виртуальные приватные сети действуют как бы вне обычных сетей.

В них используются механизмы кодирования отправляемых данных, благодаря чему компьютер также становится подключенным к защищенной сети, предназначенной для узкого круга лиц, в которую можно осуществить вход только через пароль или ключ.

Скорость передачи информации

В зависимости от скорости передачи информации компьютерные сети могут быть:

• низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
• среднескоростные (до 100 Мбит/с),
• высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.

Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере

Только лучшие телеграм-каналы, каналы Youtube, подкасты, форумы и многое другое для того, чтобы узнавать новое про IT

ТОП 50+ сервисов и приложений от Geekbrains

Безопасные и надежные программы для работы в наши дни

Скорость передачи данных через сеть часто измеряется в бодах – это число последовательных переходов или событий в секунду. Если в качестве события принять один бит, боды становятся равны битам в секунду (в действительности это соблюдается не всегда).

Технология передачи информации

В зависимости от применяемых технологий компьютерные сети бывают:

• Кабельные: в них для передачи данных используются металлические провода. Существуют различные варианты, в том числе: модемная связь, ADSL (передача сигнала по обычным телефонным проводам), коаксиальный кабель с центральной жилой и наружной оплеткой (позволяет передавать высокочастотные сигналы, в частности, телевизионные), Ethernet, или «витая пара», состоящая из нескольких скрученных жил. Перечисленные методы отличаются расстоянием, на которое передается сигнал.

В настоящее время не является принципиальным, по какому каналу ведется передача сигнала через компьютерную сеть. На пути в точку назначения информация может проходить через сегменты, в которых сочетаются кабельные, оптические и беспроводные технологии.

Тип коммутации

В компьютерных сетях используется два типа коммутации: коммутация каналов и коммутация пакетов.

В первом случае перед тем, как начать отправку информации, нужно соединить источник сигнала с местом назначения. При налаживании связи информация передается по выделенному каналу. Данная технология используется при телефонном соединении. Если на каком-либо участке возникают неполадки, связь обрывается, и передача сигнала останавливается. В таких сетях повторная коммутация невозможна, и не нужно заниматься проблемой маршрутизации.

Второй тип коммутации осуществляется при объединении компьютеров в сеть. Здесь информация разбивается на отдельные фрагменты или пакеты, отсюда такое название данного вида сетей. Каждый пакет передается по отдельности, его маршрут не является строго определенным. Благодаря этому обеспечивается высокая стабильность соединения. При наличии дефектов какого-либо элемента сети, есть возможность найти альтернативный путь передачи.

Короче говоря, снимается проблема маршрутизации для отдельных пакетов на каждом этапе. Однако при этом увеличивается время прохождения и возникает дополнительная нагрузка.

Тип передачи данных

По типу передачи данных выделяют следующие виды:

• широковещательные сети (передаваемые данные доступны для всех узлов);
• точка-точка (передача осуществляется напрямую между двумя компьютерами, либо посредством нескольких узлов).

Организация взаимодействия компьютеров

По принципу организации взаимодействия компьютеров, сети могут быть одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network).

Внутри одноранговой сети все компьютеры обладают равным статусом. У любого пользователя есть возможность получить информацию с любого компьютера. Преимущество одноранговых сетей состоит в быстрой установке и небольших расходах. Но при таком устройстве сетей возникает сложность с обеспечением безопасности данных. Соответственно, такой вариант подходит для небольших сетей и там, где не требуется хранить ценную информацию.

В иерархической сети в процессе создания предварительно отводится компьютер, называемый сервером (их может быть несколько), с помощью которого осуществляется руководство передачей данных через сеть и контроль использования ресурсов.

В качестве сервера следует выбрать достаточно мощный компьютер, желательно с несколькими одновременно работающими процессорами, с жестким диском большого объема и с сетевой картой, обеспечивающей хорошую скорость (не менее 100 Мбит/с).

Иерархическая модель сети считается оптимальным вариантом, поскольку здесь обеспечивается защита от неисправностей и правильное распределение ресурсов. Кроме того, данные в иерархической сети защищены гораздо лучше.

Однако, в отличие от одноранговых сетей, установка иерархической сети связана с некоторыми сложностями: приходится создавать на отдельном компьютере сервер, устанавливать на него специальную операционную систему, возрастают расходы на установку и обслуживание.

Технологии построения компьютерных сетей

Данная классификация компьютерных сетей заслуживает особого внимания. Приведенные далее методы построения компьютерных сетей сейчас используются повсеместно. Характеристика системы во многом определяется тем, каким способом компьютеры подключены друг к другу.

Все компьютеры подключаются последовательно один за другим. Если один из них ломается или отключается, вся система прекращает работу. В наше время указанная схема встречается крайне редко из-за своей неэффективности.

Для подключения компьютеров к шине используются T-коннекторы. На концах шины имеются заглушки для улучшения сигнала, называемые терминаторами.

Принцип работы сети можно описать так. После отправки сигнала он сразу поступает на все компьютеры. Устройство, для которого предназначались данные, приступает к его обработке.

Подобная схема удачна потому, что каждый компьютер начинает передачу информации, предварительно убедившись в наличии сигнала в шине. Еще одной отличительной чертой является простота установки и настройки, в частности, затраты на проведение кабеля меньше, чем при использовании других систем. Сеть продолжает функционировать при возникновении неполадок в одном из узлов.

В то же время большое число участников снижает быстродействие системы, а неисправность шины приводит к одновременному разрыву связи у всех абонентов.

Этот способ аналогичен построению линии, только после соединения компьютеров образуется кольцо. Движение сигнала происходит лишь в одном направлении. Чтобы данные можно было отправлять назад, кольцо удваивается. Информация последовательно движется от одного компьютера к другому и анализируется. Если сигнал дошел до адресата, он обрабатывается, в противном случае переходит дальше.

Источник