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.
Вопрос 14. Классификация локальных вычислительных сетей
• по способу организаиии управления однородные вычислительные сети подразделяются на:
• сети с централизованным управлением; они имеют центральную ЭВМ, управляющую их работой, и характеризуются простотой обеспечения взаимодействия между ЭВМ. Применение таких сетей целесообразно при небольшом числе абонентских систем;
• сети с децентрализованным, распределенным управлением; в них функции управления распределены между системами сети Применение таких систем целесообразно при большом числе абонентских систем;
*/ по характеру организаиии передачи данных ЛВС подразделяются на»
• сети с маршрутизацией информации В них абонентские системы могут взаимодействовать по различным маршрутам передачи блоков данных;
• сети с селекцией информации. В них взаимодействие абонентских систем производится выбором (селекцией) адресованных им блоков данных;
• по характеру физической среды различают сети, физической средой которых могут быть: /
• коаксиальный кабель (наиболее распространенная в настоящее время среда);
• по методу управления средой передачи данных различают сети с методом детерминированного и случайного доступа к моноканалу.
2. Выделяют несколько причин популярности ЛВС.
• повсеместное распространение персональных компьютеров — относительно недорогой и высокопроизводительной техники, с помощью которой решаются сложные задачи управления;
• потребность пользователей персональных компьютеров обмениваться информацией; совместно использовать общие сетевые программные, аппаратные и информационные ресурсы; получать доступ к ресурсам вычислительных сетей других организаций;
• появление на рынке широкого спектра аппаратных и программных коммуникационных средств, позволяющих легко объединять отдельные персональные компьютеры в вычислительную сеть;
• возможность более экономного использования в сети относительно дорогих ресурсов;
• возможность повышения производительности труда за счет введения в сети специализированных компонентов, таких как файл-серверы, серверы баз данных и др.
Развитие ЛВС привело к возникновению более крупных корпоративных сетей, а развитие последних — к появлению сети Internet, объединяющей в себе множество глобальных сетей.
3. Особенности ЛВС:
• наличие единого для всех абонентов сети высокоскоростного канала связи, способного передавать самую разнообразную информацию;
• отсутствие значительных помех, а поэтому достаточно большая достоверность передаваемой информации;
• возможность включения в состав сети разнообразных и независимых устройств;
• достаточно простая возможность изменения конфигурации сети и среды передачи.