Компьютерные сети схема классификация сетей

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

Локальная компьютерная сеть

Локальная компьютерная сеть — это сеть, которая покрывает относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий, т.е. она позволяет выполнять соединение нескольких устройств в одну систему, внутри которой происходит некий обмен данных.

Локальные сети отличаются от глобальных тем, что располагаются на ограниченной территории.

Назначение локальной сети — осуществление совместного доступа к данным, программам и оборудованию.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

В настоящее время их можно обнаружить очень часто. Ими пользуются:

В локальных сетях используются высококачественные линии связи. Большую популярность из них имеют такие, как: витые пары и оптоволоконные кабели.

Принципы построения и схема локальной сети

Главным элементом локальной сети являются компьютер. Также участие принимают:

• принтеры;
• сетевое оборудование;
• серверы;
• хранилища;
• телевизоры;
• телефоны и др.

Эти устройства относятся к категории оконечных узлов.

В сети присутствуют и промежуточные элементы, такие как:

• маршрутизаторы;
• роутеры;
• модемы;
• коммутаторы;
• точки беспроводного доступа.

Обе группы связаны между собой сетевой средой, которая взаимодействует со структурой через оптоволоконные кабели и радиоволны Wi-Fi. Благодаря этой среде происходит взаимодействие между элементами.

Локальные сети обладают рядом преимуществ:

1. Разделение ресурсов, которые позволяют экономно использовать ресурсы в информационной среде.
2. Разделение данных способствует доступу к одному файлу с разных компьютеров.
3. Разделение программных средств позволяют работать в одном приложении с разных устройств.

Существует два основных направления при создании такой схемы:

1. Проводная схема. При создании проводной системы используются специальные коаксиальные кабели или витые пары (технология Ethernet-соединение). Коаксиальные кабели используются реже, чем витые пары. Это объясняется тем, что скорость передачи и масштаб охвата территории у второго выше. Максимальная скорость передачи данных коаксиальных кабелей составляет 10 Мбит/с., а в витых парах — может достигать 1024 Мбит/с.
2. Беспроводная схема построена на основе передачи данных посредством радиоволн, которые распределяются между всеми устройствами, девайсами, в качестве которых выступают маршрутизаторы (роутеры и модемы), точки доступа (компьютер, телефон), коммутационные устройства, повторители сигнала. При такой организации сети используются оптоволоконные кабели, которые подключаются к основному источнику сети. Беспроводные сети позволяют разносить сигнал до 2 км., а частота достигает 2,4 и 5,1 МГц.

Классификация сетей по типу соединения устройств между собой

Топология — это то, каким образом и в каком порядке связываются сети между собой.

Топология бывает трех видов:

Тип «звезда»

Информация между пользователями передается через единый центральный узел, который может быть выражен через сервер или концентратор.

К преимуществам относится то, что он отличается быстродействием, а также наблюдается отсутствие столкновения между передаваемыми данными.

У данного типа сети имеются и недостатки:

1. Низкая надежность, что объясняется функционированием единого центрального узла, который может выйти из-под контроля.
2. Высокие затраты на подключение компьютеров.

Тип «кольцо»

Все компьютеры подключаются в одну линию, которая замыкается в кольцо. Вся маркировка, т.е. специальные сигналы, в данном случае передаются в одном направлении по одной линии, проходя через каждый компьютер, пока необходимый «пакет» не дойдет до нужного адресата.

После принятия компьютер посылает обратно источнику информации подтверждение факта получения данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Такая система считается эффективной, т.к. позволяет отправлять несколько сообщений друг за другом, не дожидаясь получения ответа за первое сообщение. Также преимуществом является то, что тип «кольцо» позволяет подключаться устройствам друг к другу на значительных расстояниях, без использования специального усилителя сигнала.

Из недостатков можно отметить данные факторы:

1. Тип «кольцо» обладает низкой надежностью, т.к. нарушения в работе одного компьютера ведет к сбою всей системы сети.
2. При большом количестве пользователей, процесс начинает зависать.
3. При таком типе локальной сети, общая производительность определяется работоспособностью компьютера с наименьшей мощностью.

Тип «шина»

Все клиенты подключаются к одному каналу, и при этом могут взаимодействовать с любым компьютером, который в сети. Т.е. данные в виде электрических сигналов передаются всем доступным устройствам, но принимать может только тот, чей адрес соответствует адресу получателя.

Из преимуществ можно отметить:

1. Вся информация находится в сети и каждый может ею воспользоваться.
2. Обладает высокой надежностью, поскольку работоспособность сети не зависит от производительности отдельных компьютеров.

1. Низкая скорость передачи данных.
2. Быстродействие зависит от количества подключенных устройств.
3. Низкая безопасность, т.к. данные с одного компьютера можно увидеть с другого, находящегося в сети.

Одноранговая сеть и клиент-сервис

На практике при создании локальной вычислительной сети в одном здании может быть использовано сочетание топологии. Благодаря сложной структуре можно эффективно и безопасно защитить данные, изолировав их от доступа в ветках подсетей и ограничив к ним доступ.

Также существует две модели локальных вычислительных сетей: одноранговая и клиент-сервис.

В первом случае все компьютеры равны между собой, но при этом информация в них распределена. Т.е. пользователь любого компьютера сети может ограничить доступ к информации, находящейся на его устройстве. А доступными данными можно управлять с других компьютеров, например, распечатывать и изменять файлы и т.д.

Из преимуществ данной модели можно отметить ее простоту реализации и экономичность.

Но, не смотря на это, она имеет и ряд недостатков:

1. Низкая производительность при подключении большого количества устройств.
2. Отсутствие единой информационной базы.
3. Низкая безопасность.

При типе «клиент-сервис» имеется один или несколько главных компьютеров, которые управляют производительностью всей системы сети. Они используются для хранения информации и ее обработки. Такая модель обладает высокой скоростью сети, наличием единой информационной базы и системы безопасности.

К недостаткам можно отнести высокую стоимость создания данного типа сети, т.к. требуется приобретение отдельного специального сервера, которым будет управлять администратор сети.

Источник