Компьютерные сети характеристики и типы соединений

Локальные и глобальные сети эвм

1.Основные типы сетей их назначение и характеристики.

Существуют два основных типа сетей: локальная сеть (Local Area Network — LAN), в которой компьютеры расположены приблизительно в одном и том же месте, например, в одной организации или в одном здании, и глобальная сеть (Wide Area Network — WAN), в которой компьютеры удалены на значительные расстояния. Глобальные сети часто являются сетями сетей, объединяющими несколько локальных сетей в одну. Сейчас появилась еще одна разновидность сетей — так называемая городская сеть (Metropolitan Area Network — MAN), которая является своеобразным гибридом локальной и глобальной. В связи со все более и более увеличивающимися скоростями передачи данных эта сеть получает большое распространение.

Компьютерные сети развивались довольно бурно и быстро. В зависимости от типа сети компьютеры поначалу соединялись с помощью телефонного или коаксиального кабеля (аналогичным кабелем подключается телевизор к внешней антенне). Сейчас практически везде в локальных сетях используется медный кабель, который часто называют «витая пара», либо оптический кабель. Витая пара — это, попросту говоря, несколько пар скрученных проводов, помещенных в один общий кабель. Этот кабель обычно экранирован и изолирован от внешних воздействий: электромагнитных волн и т.п..

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи сети разделяются на:

проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);

беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.

По способу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером (иерархические сети).

По технологии использования сервера различают сети с архитектурой файл-сервер и сети с архитектурой клиент-сервер.

2.Способы соединения (подключения) компьютеров к сети.

—Коаксиальный кабель(аналогичным кабелем подключается телевизор к внешней антенне)

—витая пара-это, попросту говоря, несколько пар скрученных проводов, помещенных в один общий кабель.

—оптическое волокно— это тонкий и гибкий кабель, по которому данные передаются с помощью световых волн. Такой тип кабеля позволяет передавать данные на расстояния, превышающие 1 километр, без потери качества передаваемого сигнала. По своему внешнему виду оптический кабель похож на коаксиальный. Он состоит из толстого стеклянного волокна, вокруг которого оплетена пластиковая изоляция, не позволяющая выйти лучу света за пределы центрального волокна, и, наконец, все это еще раз оплетено защитной пластиковой изоляцией. Если кабель состоит из нескольких оптических волокон, то они соединены в один пучок и оплетены дополнительной пластиковой изоляцией.

3. Топология компьютерных сетей

Топологии локальных сетей можно рассматривать либо с физической, либо с логической точки зрения. Физическая топология определяет геометрическое расположение элементов, из которых состоит сеть. Топология — это не просто карта сети, а теоретическое и в какой-то мере графическое описание формы и структуры локальной сети.

Логическая топология определяет возможные связи между объектами сети, которые могут общаться друг с другом. Такой тип топологии удобно использовать, когда необходимо определить, какие пары объектов сети могут обмениваться информацией, и имеют ли эти пары физическое соединение друг с другом.

Существуют три базовые физические топологии: линейная, кольцеобразная и звездообразная. При линейной топологии все элементы сети подключены друг за другом при помощи одного кабеля. Концы такой сети должны быть затерминированы при помощи небольших заглушек, которые часто так и называют — терминаторы.

Обычно при такой топологии используется один кабель, и в ней нет никакого дополнительного, активного сетевого оборудования, которое позволяет соединять компьютеры и другие объекты сети. Все подключенные к такой сети устройства «слушают» сеть и принимают только те проходящие пакеты, которые предназначены для них, остальные — игнорируют. Отсутствие дополнительного активного оборудования (например, повторителей) делает такие сети простыми и недорогими. Однако недостаток линейной топологии заключается в ограничениях по размеру сети, ее функциональности и расширяемости. Такие сети можно встретить в домах и небольших офисах.

Линейная топология сети

При кольцеобразной топологии каждая рабочая станция соединяется с двумя своими ближайшими соседями. Такая взаимосвязь образует локальную сеть в виде петли или кольца. Данные передаются по кругу в одном направлении, а каждая станция играет роль повторителя, который принимает и отвечает на пакеты, адресованные ему, и передает другие пакеты следующей рабочей станции «вниз».

В оригинальной кольцеобразной сети все ее объекты подключались друг к другу, и такое подключение должно было быть замкнутым, т.е. образовывать кольцо. Преимуществом такой топологии было предсказуемое время реагирования сети. Чем больше устройств было в кольце, тем дольше сеть реагировала на запросы. Но самый большой ее недостаток заключался в том, что при выходе из строя хотя бы одного устройства переставала функционировать вся сеть. Однако такую топологию можно улучшить, подключив все сетевые устройства через концентратор. Визуально такое «подправленное» кольцо физически кольцом уже не является, но в подобной сети данные все равно передаются по кругу.

Классическая кольцеобразная топология

На рисунке ниже сплошными линиями обозначены физические соединения, а пунктирными — направление передачи данных. Таким образом, подобная сеть имеет логическую кольцевидную топологию, тогда как физически представляет собой звезду.

В сетях со звездообразной топологией рабочие станции подключаются к центральным устройствам — концентраторам. В отличие от кольцеобразной топологии, физической или виртуальной, каждое устройство в звездообразной топологии получает доступ к сети независимо от других, и общая скорость работы сети ограничена только пропускной способностью концентратора.

Логическая кольцевидная топология при физической звездообразной

Классическая звездообразная топология

Звездообразная топология является доминирующей в современных локальных сетях. Такие сети довольно гибкие, легко расширяемые и относительно недорогие по сравнению с более сложными сетями, в которых строго фиксированы методы доступа устройств к сети. Таким образом, «звезды» вытеснили устаревшие и редко использующиеся линейные и кольцеобразные топологии. Более того, они стали переходным звеном к последнему виду топологии — коммутируемой звезде.

Источник

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.

Источник