Компьютерные сети и их классификация
Компьютерная сеть (Computer NetWork) – это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных линиями связи и обменивающихся информацией между собой в соответствии с определенными правилами – протоколом.
Протокол играет очень важную роль, поскольку недостаточно только соединить компьютеры линиями связи. Нужно еще добиться того, чтобы они «понимали» друг друга.
Основная цель сети – обеспечить пользователей потенциальную возможность совместного использования ресурсов сети. Ресурсами сети называют информацию, программы и аппаратные средства.
Преимущества работы в сети:
- Разделение дорогостоящих ресурсов – совместное использование периферийных устройств (лучше и дешевле купить один дорогой, но хороший и быстродействующий принтер и использовать его как сетевой чем к каждому компьютеру покупать дешевые, но плохие принтеры), разделение вычислительных ресурсов (возможность использования удаленного запуска программ).
- Совершенствование коммуникаций (доступ к удаленным БД, обмен информации)
- улучшение доступа к информации
- свобода в территориальном размещении компьютеров
В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:
- Витая пара (экранированная и неэкранированная)
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный
- Wi-Fi
- IrDa
Классификации сетей:
- глобальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;
- региональные — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
- локальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.
По топологии физических связей – по способу соединения компьютеров между собой
Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (а иногда и другое оборудование), а ребрами — физические связи между ними.
 | Полносвязная топология – каждый компьютер связан со всеми остальными. Громоздкий и неэффективный вариант, т.к. каждый компьютер должен иметь большое кол-во коммуникационных портов. |
 | Ячеистая топология – получается из полносвязной путем удаления некоторых связей. Непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными. Даная топология характерна для глобальных сетей |
 | Общая шина – до недавнего времени самая распространенная топология для локальных сетей. Компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю. Дешевый и простой способ, недостатки – низкая надежность. Дефект кабеля парализует всю сеть. Дефект коаксиального разъема редкостью не является |
 | Кольцевая топология – данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, если компьютер распознает данные как свои, он копирует их себе во внутренний буфер. |
 | Топология Звезда – каждый компьютер отдельным кабелем подключается к общему устройству – концентрат (хаб). Главное преимущество перед общей шиной – большая надежность. Недостаток – высокая стоимость оборудования и ограниченное кол-во узлов в сети (т.к. концентрат имеет ограниченное число портов) |
 | Иерархическая Звезда (древовидная топология, снежинка) – топология типа звезды, но используется несколько концентратов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Самый распространенный способ связей как в локальных сетях, так и в глобальных. |
Выбор топологии электрических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, Наличие резервных связей повышает надежность сети. Базовые требования компьютерных сетей:
- открытость — возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;
- живучесть — сохранение работоспособности при изменении структуры;
- адаптивность — допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;
- эффективность — обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;
- безопасность информации. Безопасность — это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.
Базовые принципы организации компьютерной сети:
- операционные возможности — перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных;
- производительность — представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;
- время доставки сообщений — определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;
- стоимость предоставляемых услуг.
Классификация и топология компьютерных сетей
В зависимости от средств связи и по охвату территории компьютерные сети делятся на:
По способу доступа к информации компьютерные сети бывают:
Локальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной сети (2 — 2,5 км).
Региональная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (десятки — сотни километров).
Глобальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в различных странах и даже континентах.
Компьютер, подключенный к сети, может быть либо сервером, либо рабочей станцией, в зависимости от выполняемых им функций.
Сервер ‑ это компьютер, выделенный для обработки запросов от всех подсоединенных рабочих станций, предоставляющий доступ к общим сетевым ресурсам (базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.).
В зависимости от разделяемых ресурсов серверы делятся на:
q файл-сервер (дисковая память)
q почтовый сервер (для организации почтовой связи) и др.
Рабочая станция (клиент) ‑ это компьютер, с помощью которого пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети.
В компьютерных сетях могут быть реализованы два способа обработки данных:
q централизованная (центральная ЭВМ или Host-компьютер, все запросы идут к ней, и обработка ведется на ней);
q распределенная «клиент-серверная» (клиентская часть программы делает запрос серверу, на нем производится обработка запроса и передача ответа клиенту).
Такое разделение в сети на клиента и сервер позволяет эффективно использовать технологию «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений, на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях, именно на них формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.
Следует отметить некоторые базовые понятия, связанные с компьютерными сетями: сетевая архитектура, сетевой стандарт, протокол и топология сети. Коротко рассмотрим эти понятия.
Комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети называется сетевой архитектурой.
В соответствии со стандартными протоколами физического уровня передачи данных выделяют три основные сетевые архитектуры: Ethernet; ArcNet; Token Ring.
Стандарты – это технические требования к компонентам и системам сети, формирующие единые правила для производителей, и набор протоколов, обеспечивающих передачу данных в сети.
Протоколы – это набор правил, регулирующих передачу данных в сети.
Конфигурация сети или схема соединения узлов, называется топологией.
Существуют базовые топологии и комбинированные. Ниже приведены три наиболее часто используемые в локальных сетях базовые топологии.
1. Шина — все компьютеры подключены к одному кабелю (см. рисунок 3.1).
Рисунок. 3.1. Топология «шина»
Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.
2. Кольцо — все компьютеры соединены кольцом (см. рисунок 3.2).
Рисунок 3.2. Топология «кольцо»
Сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети
3. Звезда — все компьютеры подключены к центральному серверу (см. рисунок 3.3).
Рисунок 3.3. Топология «звезда»
Рабочая группа, созданная по данной схеме, может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.
Самый распространенный способ связей в локальных и глобальных сетях – это топология «Иерархическая звезда» или «Снежинка». Это способ связи, в которой файловые серверы для разных рабочих групп подключены к центральному серверу.
Комбинированные топологии, наиболее часто используемые в компьютерных сетях – это топологии «звезда – шина» и «звезда – кольцо».
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: