Локальные вычислительные сети в системах автоматизации
Локальная вычислительная сеть – это компьютерная сеть, которая покрывает относительно небольшую территорию.
Локальные вычислительные сети классифицируются по следующим признакам:
- Уровень управления. Согласно данному признаку локальные вычислительные сети делятся на сети рабочих групп, сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети.
- Назначение сети. Согласно данному признаку локальные вычислительные сети делятся на вычислительные, информационные, информационно-вычислительные, информационно-поисковые, информационно-советующие и информационно-управляющие сети.
- Топология сети. Согласно данному признаку локальные вычислительные сети делятся на петли, шины, звезды, полносвязные, иерархические и смешанные сети.
- Однородность сети. Согласно данному признаку локальные вычислительные сети делятся на однородные и неоднородные сети.
- Равноправность узлов сети. Согласно данному признаку локальные вычислительные сети делятся на одноранговые и серверные сети.
Задачи и принципы построения локальных вычислительных сетей в системах автоматизации
У локальных вычислительных сетей открытая архитектура, которая обеспечивает возможность подключения к сети любых других локальных вычислительных сетей, в том числе и крупных сетей электронно-вычислительных машин. Главное достоинство локальных вычислительных сетей — низкая стоимость системы передачи данных. Локальная вычислительная сеть в составе автоматической системы управления должна обеспечивать: экономичную обработку данных по принципу “самые важные процессы системы управления выполняются техническими средствами с высокой производительностью и развитым программным обеспечением, а наименее ответственные на дешевых мини и микро электронно-вычислительных машин; использование режимов диалоговой и пакетной обработки, разделения времени, виртуальной памяти; достоверность и высокую надежность функционирования, высокую производительность; работу с автоматизированными рабочими местами разного назначения и с прочим специализированным оборудованием; использование разнообразного проблемно-ориентированного программного обеспечения, локальных и централизованных баз данных с требуемым объемом памяти; децентрализованную и централизованную обработку информации.
Автоматизированное рабочее место – это рабочее место, которое оснащено персональным компьютером, программным обеспечением, совокупностью информационных ресурсов индивидуального или коллективного пользования, позволяющих осуществлять обработку данных с целью получения информации, которая обеспечивает поддержку принимаемых сотрудником решений при выполнении профессиональных функций.
Применение локальных вычислительных сетей в современных автоматических системах управления позволяет объединять контрольно-измерительные устройства и места сбора данных с автоматизированными рабочими местами специалистов. Самое главное назначение локальной вычислительной сети в составе системы автоматизации заключается в распределении ресурсов электронно-вычислительных машин, к которым относятся совокупность периферийных устройств, память, терминалы, программы, для оптимального и эффективного решения задач автоматизации. Локальные вычислительные сети должны обладать дешевой, надежной и быстрой системой передачи данных, при этом стоимость передачи единицы информации должна быть существенно ниже стоимость обработки единицы данных. Для того, чтобы этого достичь локальные вычислительные сети должны строиться на основе следующих принципов:
- Принцип единых протоколов. Протоколы связи между машинами в локальной вычислительной сети необходимы для организации обмена данными между составляющими сети. Такими протоколами определяется форма сообщений. Все процедуры управления и соответствующие им протоколы должны быть едиными для сети и не зависеть от компьютеров, подключенных к ней.
- Принцип единой передающей среды. При построении системы передачи данных для вычислительной сети используется активная или пассивная структура передающей среды. Активная выполняется на основе распределенных преобразователей и усилителей, а пассивная структура на основе пассивного носителя.
- Принцип единого метода управления. Данный принцип проявляется в выборе одной из форм управления, которая обеспечивает высокий уровень надежности системы передачи данных, а также максимальную загрузку каналов связи.
- Принцип информационной и программной совместимости. Данный принцип предусматривает совместимость операционных систем, программ, а также систем управления базами данных, которые рассредоточены в рамках локальной вычислительной сети.
- Принцип гибкой модульной организации. Данный принцип предусматривает проектирование системы передачи данных на основе набора гибких конструктивно законченных модулей.
Понятие локальной вычислительной сети (лвс)
Локальная сеть (ЛВС) представляет собой коммуникационную систему, позволяющую совместно использовать ресурсы компьютеров, подключенных к сети, таких как принтеры, плоттеры, диски, модемы, приводы CD-ROM и другие периферийные устройства. Локальная сеть обычно ограничена территориально одним или несколькими близко расположенными зданиями.
Классификация лвс
По расстоянию между узлами
В зависимости от расстояний между связываемыми узлами различают вычислительные сети: территориальные — охватывающие значительное географическое пространство; среди территориальных сетей можно выделить сети региональные и глобальные, имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы; региональные сети иногда называют сетями MAN (Metropolitan Area Network), а общее англоязычное название для территориальных сетей — WAN (Wide Area Network); локальные (ЛВС) — охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1. 2 км); локальные сети обозначают LAN (Local Area Network); корпоративные (масштаба предприятия) — совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях. Локальные и корпоративные вычислительные сети — основной вид вычислительных сетей, используемых в системах автоматизированного проектирования (САПР). Особо выделяют единственную в своем роде глобальную сеть Internet (реализованная в ней информационная служба World Wide Web (WWW) переводится на русский язык как всемирная паутина); это сеть сетей со своей технологией. В Internet существует понятие интрасетей (Intranet) — корпоративных сетей в рамках Internet.
По топологии
Сетевая топология – это геометрическая форма сети. В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры(рисунок 1). шинная (bus) — локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных (последнее свойство называют широковещательностью); кольцевая (ring) — узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии); данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети; звездная (star) — имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов; иерархическая — каждое устройство обеспечивает непосредственное управление устройствами, находящимися ниже в иерархии. Смешанная топология — топология, преобладающая в крупных сетях произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовою топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией. 
а) б) в) 
г) д) Рисунок 1 Сетевые топологии а) шинная; б) кольцевая; в) звезда; г) иерархическая; д) смешанная.