Классификация компьютерных сетей топологии среда передачи данных

Классификация компьютерных сетей

Компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков, в том числе по степени территориальной распределенности. При этом различают глобальные, региональные и локальные сети.

Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру на значительном расстоянии друг от друга. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий, радиосвязи и систем спутниковой связи.

Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одного или нескольких близлежащих зданий одного предприятия или учреждения. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных.

Локальные сети

Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга. Главная отличительная особенность локальных сетей — единый высокоскоростной канал передачи данных и малая вероятность возникновения ошибок в коммуникационном оборудовании. В качестве канала передачи данных используются витая пара, коаксиальный или оптоволоконный кабель и др.

Расстояния между ЭВМ в локальной сети небольшие – до 10 км, при использовании радиоканалов связи — до 20 км. Каналы в локальных сетях являются собственностью организаций и это упрощает их эксплуатацию.

Локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.

Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее/у пользователей определенными услугами.

Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер источник ресурсов сети.

Особое внимание следует уделить одному из типов серверов файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название — файл-сервер.

Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стриммерами).

Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.

Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.

Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Возможно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ.

Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.

Рабочая станция сети» функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (Windows, Unix и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.

Топология локальных сетей

Топология сети — это физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.

Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:

• состав необходимого сетевого оборудования;

• характеристики сетевого оборудования;

• возможности расширения сети;

Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Узел -любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой — кабелем передающей среды. Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресо­ванные ему сообщения.

Кольцевая топология является идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. В ней отсутствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информации позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.

Последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие. Каждый компьютер выступает в роли репитера (повторителя), усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру, поэтому выход из строя одного из них нарушает целостность кольца и прекращает функционирование всей сети.

Шинная топология — одна из наиболее простых. Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная. Это обеспечивает высокое быстродействие ЛВС с шинной топологией.

«Шина» — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях (например, кольцо) компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных,

Сети шинной топологии наиболее распространены в настоящее время. Следует отметить, что они имеют малую протяженность и не позволяют

использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.

Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый компьютер имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов сети друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла (концентратора).

В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же если центральный компонент выйдет

из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети, на работу остальных компьютеров это не повлияет.

В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмотренных, например, топология «звезда — шина».

Выбор той или иной топологии определяется областью применения сети, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.

Источник

КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ ПО ТОПОЛОГИИ, ИЛИ АРХИТЕКТУРЕ

Компьютерной вычислительной сетью называют совокупность взаимосвязанных через каналы передачи данных компьютеров, обеспечивающих пользователя средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети (аппаратных, программных и информационных).

Все устройства, подключаемые к сети, можно разделить на три функциональные группы: рабочие станции, серверы сети и ком­мутационные узлы.

Рабочая станция (workstation) — это персональный компью­тер, подключенный к сети, на котором пользователь выполняет свою работу. Каждая рабочая станция обрабатывает свои локаль­ные файлы и использует свою операционную систему, но при этом ему доступны ресурсы сети.

Сервер сети (server) — это компьютер, подключенный к сети и предоставляющий пользователям сети определенные услуги, на­пример хранение данных общего пользования, печать документов. По выполняемым функциям серверы подразделяются на файло­вый сервер, сервер баз данных и сервер прикладных программ.

К коммутационным узлам сети относятся следующие устрой­ства: повторители, коммутаторы (мосты), маршрутизаторы и шлюзы.

Классификация сетей производится по ряду параметров.

КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ ПО МАСШТАБАМ

Существующие сети по широте охвата пользователей можно классифицировать следующим образом: глобальные, региональные (городские) и локальные.

Глобальные вычислительные сети (WAN) объединяют пользователей, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. В общем случае компьютер может находиться к любой точке земного шара. Это обстоятельство делает экономически невозможным прокладку линий связи к каждому компьютеру, поэтому исполь­зуются уже существующие линии связи, например телефонные линии и спутниковые линии связи. Абоненты таких сетей могут находиться на расстоянии 10. 15 тыс. км. Обычно скорости WAN лежат в диапазоне от 9,6 Кбит/с до 45 Мбит/с.

Региональные вычислительные сети (MAN) объединяют различ­ные города, области и небольшие страны. Абоненты могут нахо­диться в 10. 100 км. И настоящее время каждая такая сеть является частью некоторой глобальнойсети и особой спецификой по от­ношению к глобальным сетям не отличается. Типичные MAN ра­ботают со скоростями от 56 Кбит/с до 100 Мбит/с.

Локальные вычислительные сети (ЛВС, или LAN) объединяют компьютеры, как правило, одной организации, которые распо­лагаются компактно в одном или нескольких зданиях. Размер ло­кальных сетей не превышает нескольких километров (до 10 км). В качестве физической линии связи в таких сетях применяются витая пара, коаксиальный кабель, оптико-волоконный кабель. На­пример, типичная LAN занимает пространство такое же, как одно здание или небольшой научный городок, и работает со скоростя­ми от 4 Мбит/с до 2 Гбит/с.

Локальная вычислительная сеть — это совокупность компьюте­ров и других средств вычислительной техники (сетевого оборудо­вания, принтеров, сканеров и т.п.), объединенных с помощью кабелей и сетевых контроллеров, работающая под управлением сетевой операционной системы.

Для ускорения передачи информации между компьютерами в локальной сети используются специальные сетевые контролле­ры, а все компьютеры в сети работают под управлением сетевого программного обеспечения.

Основное отличие локальных сетей от глобальных заключается в использовании качественных линий связи. Все остальные отли­чия являются производными.

КЛАССИФИКАЦИЯ СЕТЕЙ ПО ТОПОЛОГИИ, ИЛИ АРХИТЕКТУРЕ

Топология сети — это логическая схема соединения компьютеров каналами связи. Чаще всего в локальных сетях используется одна из трех основных топологий:

При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непос­редственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имею­щейся в сети. На концах коммуникационного пути размещаются терминаторы, служащие для гашения сигнала.

Структура шинной топологии вычислительной сети

При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу: последняя ра­бочая станция связана с первой, при этом коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Структура кольцевой топологии вычислительной сети

Этот тип топологии предполагает, что головная машина получает и обрабатывает все данные с пери­ферийных устройств как активный узел обработки данных. Вся информация между двумя периферийными рабочими мес­тами проходит через центральный узел вычислительной сети.

Структура звездооб­разной топологии вычисли­тельной сети

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник