4. Локальные и глобальные сети. Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть. И для этого есть веские причины, так как отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительны, несмотря на их постоянное сближение.
Классифицируя сети по территориальному признаку, различают локальные (Local Area Networks — LAN), глобальные (Wide Area Networks — WAN) и городские (Metropolitan Area Networks — MAN) сети.
- LAN — сосредоточены на территории не более 1-2 км; построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с, Предоставляемые услуги отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.
- WAN — объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставляемых услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
- MAN — занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они обладают качественными линиями связи и высокими скоростями обмена, иногда даже более высокими, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении MAN уже существующие линии связи не используются, а прокладываются заново.
4.2 Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям
Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции — обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования — производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость — связаны с качеством выполнения этой основной задачи.
Производительность
- время реакции;
- пропускная способность;
- задержка передачи и вариация задержки передачи.
Разница между глобальной и локальной сетью
В 2016 году каждый второй человек в мире пользовался Интернетом: из 7,34 млрд жителей 3,67 млрд имели доступ к глобальной сети. В России она охватила 70 % населения, и масштаб может только увеличиваться, правда, за счет роста уровня компьютерной грамотности старшего поколения (от 50 лет). 97 % российских граждан молодого возраста регулярно подключаются к Интернету и стали забывать, чем отличается глобальная сеть от локальной и как используется последняя.
Определение
Глобальная вычислительная сеть (WAN) включает бесконечное множество узлов и охватывает неограниченное количество территорий (обычно говорят обо всей планете). Практически для всех пользователей ПК единственной такой сетью является Интернет.
Локальная вычислительная сеть (LAN) объединяет несколько компьютеров внутри одной или нескольких организаций или территориальных зон на небольшом расстоянии друг от друга. Исключение составляет сеть орбитальных станций – там расстояние может достигать нескольких тысяч километров.
Расцвет домашних локальных сетей в России пришелся на годы дорогого доступа к WAN по телефонным линиям связи (модемы 56 Кбит/с – помните?). Сегодня так издеваются над пользователем только мобильные операторы, если он превысил лимит трафика. Правда, контент в Интернете был существенно «легче», да и было его гораздо меньше. Домашних компьютеров появилось уже много, поэтому их объединяли в локальные сети физически – пробросом кабелей витой пары, патч-кордов. Несколько рядом стоящих многоквартирных домов опутывали «локалкой», и их жители могли общаться, обмениваться файлами и играть беспрепятственно и бесплатно.
Нынешний относительно дешевый доступ в Интернет и практически полный охват городской застройки провайдерами сделали проводные локальные домашние сети игрушкой для гиков. Беспроводные же живут обычно в стенах одной квартиры и служат для быстрого обмена файлами между устройствами, коих у любого человека сегодня много: ПК, ноутбук, телевизор, смартфон, планшет и т. д.
Корпоративные же локальные сети, созданные для связи внутри определенной организации и ограниченные территориально, используются не менее активно. В первую очередь они обеспечивают безопасность информации, оптимизируют управление и помогают автоматизации производства.
Сравнение
Основное отличие глобальной сети от локальной, как видно уже из терминологии, – в территориальной протяженности. LAN всегда ограничены, хотя их можно значительно расширять, WAN же обеспечивает доступ одного узла к другому независимо от их месторасположения.
Естественно, относительно небольшие масштабы локальных сетей позволяют использовать для их постройки качественные кабели, гарантирующие высокую скорость передачи данных. Глобальная сеть тоже основывается на оптоволокне, но на гораздо меньшем количестве участков. Где-то приходится применять уже проложенные телефонные линии, где-то – беспроводные технологии. Риск потери в WAN из-за этого выше, поэтому для защиты используются иные методы передачи данных. Скорость доставки пакета в локальной сети может быть в сотни раз больше, чем в глобальной.
Количество узлов в локальной сети жестко ограничено, а сама сеть имеет определенную топологию. Глобальная сеть, в том числе Интернет, число пользователей не регулирует. И в той и в другой каждое устройство получает собственный уникальный IP-адрес. В LAN он называется частным и имеет вид 10.0.0.0 – 10.255.255.255, 172.16.0.0 – 172.31.255.255, 192.168.0.0 – 192.168.255.255, в сетях IPv6 – fc00::/7. Все остальные IP-адреса – внешние, которые присваиваются устройству для доступа в Интернет. Их назначает провайдер, иногда для нескольких клиентов.
Функциональные возможности LAN включают не только обмен данными, но и управление инфраструктурой объекта: печать, факсимильные и текстовые сообщения, доступ к базам данных. В глобальной сети происходит только передача пакетов.
В чем разница между глобальной и локальной сетью с экономической точки зрения? Подключение к WAN дешевле, чем построение собственной, особенно масштабной, LAN. Домашний вариант малой локальной сети потребует лишь расходов на кабели и возможный апгрейд узлов, тогда как за доступ в Интернет придется платить провайдерам. Зато они сами обслуживают свое оборудование. В то же время любая местная сеть принадлежит кому-то: соседу, группе соседей, предприятию, библиотеке, городской администрации. Соответственно, владелец может устанавливать свои правила. Глобальная сеть – проект общедоступный, не имеет хозяев в принципе, и в ее создании, расширении, управлении принимает участие каждый узел на равных правах.
Стоит упомянуть о том, что границы между локальными и глобальными сетями сглаживаются за счет комбинированного их использования. Современная стандартная схема такова: одно устройство получает доступ к Интернету (часто это роутер) и раздает его на другие устройства, объединенные в локальную сеть. Это позволяет пользоваться преимуществами «локалки» в процессе обмена файлами.
Таблица
| Глобальная сеть | Локальная сеть |
| Включает неограниченное количество узлов | Ограничивает количество пользователей |
| Охватывает огромные территории | Имеет небольшой масштаб и протяженность максимум несколько километров |
| Обеспечивает невысокую и нестабильную скорость передачи данных | Позволяет получать пакеты данных на максимально высокой скорости без потерь |
| Для каждого устройства назначается внешний уникальный IP-адрес | Назначается частный IP-адрес, уникальный для каждого устройства внутри этой сети |
| Использует уже проложенные кабели связи, в том числе и телефонные | Использует новые кабели связи |
| Не принадлежит никому, каждый участник равноправен | Всегда имеет владельца |
/rating_on.png)
/rating_half.png)
(3 оценок, среднее: 4,33 из 5)
Отличия локальных сетей от глобальных
Рассмотрим основные отличия локальных сетей от глобальных более детально. Так как в последнее время эти отличия становятся все менее заметными, то будем считать, что в данном разделе мы рассматриваем сети конца 80-х годов, когда эти отличия проявлялись весьма отчетливо, а современные тенденции сближения технологий локальных и глобальных сетей будут рассмотрены в следующем разделе.
· Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Класс локальных вычислительных сетей по определению отличается от класса глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных глобальным сетям, В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.
· Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование. Так, в глобальных сетях широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные передачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.
· Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от глобальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (10,16и100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера — дисков, внутренних шин обмена данными и т. п. За счет этого у пользователя локальной сети, подключенного к удаленному разделяемому ресурсу (например, диску сервера), складывается впечатление, что он пользуется этим диском, как «своим». Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных — 2400,9600,28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах — до 2 Мбит/с.
· Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий набор услуг — это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями — передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.
· Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд. Низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.
· Разделение каналов. В локальных сетях каналы связи используются, как правило, совместно сразу несколькими узлами сети, а в глобальных сетях — индивидуально.
· Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью локальных сетей является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этой особенности трафика в локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который для пульсирующего трафика оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации пакетов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммутации каналов, а также некоммутируемые каналы — как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.
· Масштабируемость. «Классические» локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями: