Назначение и классификация компьютерных сетей
Локальные сети на электрическом уровне соединяют компьютеры между собой с помощью кабелей и сетевых плат. На логическом уровне ЛВС представляет собой совокупность двух видов компьютеров:
- Сервер
- Рабочая станция.
Сервер – компьютер, представляющий свои ресурсы пользователям. Рабочая станция – компьютер, через который пользователь получает ресурсы сети. Сеть без единого устройства хранения и обработки информации называется одноранговой. В ней все компоненты равноправны. К достоинствам одноранговой сети относится низкая стоимость и высокая надёжность. В сети с выделенным сервером 1 компьютер выполняет функции хранения и обработки информации и функции управления сетью. Достоинства: высокое быстродействие, надежная защита информации, простота управления. Топология – это способы соединения элементов в системе. При построении локальных сетей используют 3 основные топологии:
- Линейная шина.
- Звезда.
- Кольцо.
С рис. 7.1 еть типа [1] (рис.7.1.) наиболее проста и экономична. Д
анные от передающего узла распределяются по общему кабелю во все стороны, во все узлы. Однако принимает их, только тот узел которому они предназначены. Поломка одного узла не нарушает работы сети. Для линейной шины большой протяженности требуется высококачественный кабель. Тип [2] базируется на компьютере центрального узла к которому подключаются остальные (рис. 7.2.) К
аждый периферийный узел имеет отдельную линию связи в центральный узел. Топология [2] сильно упрощает взаимодействия в сети. Работоспособность такой сети целиком определяется центральным узлом. Требует много кабеля. Тип [3] (рис. 7.3.) предусматривает соединение выхода одного кольца со входом другого. К
аждый промежуточный узел принимает сообщения предыдущих ему узлов и предаёт сигналы дальше. Усиление сигнала позволяет использовать любые типы кабелей. Выход из строя любого узла разрушит работу сети. Аппаратные средства LANуправляются с помощью специального сетевого программного обеспечения. Для сетей LANиспользуются телефонное соединение и модем. Модем – «модулятор – демодулятор», устройство, которое образует высокочастотные сигналы компьютера в низкочастотные сигналы телефона, и обратно.
12.1 Обобщённая структура компьютерных сетей
Согласно /25, 28/, компьютерная сеть(КС) – это система распределённой обработки информации, состоящая из территориально рассредоточенных компьютеров и телекоммуникационного оборудования, взаимодействующих между собой с помощью средств связи. Основным назначением КС является предоставление большому числу пользователей доступа к её вычислительным ресурсам. В соответствии с /28/, все компьютеры КС по функциональному назначению можно разделить на 3 группы: 1) Абонентские системы– компьютеры, ориентированные на работу в сети и обеспечивающие конечным пользователям доступ к её вычислительным ресурсам (файлам, дискам, ПУ и т.п.), а также программный (ПО, реализующее сетевые функции в абонентской системе) и аппаратный ( сетевой адаптер) интерфейсы. 2) Коммутационные системы(узлы коммутации–УК) — специализированные компьютеры или устройства, обеспечивающие организацию составных каналов передачи данных между абонентскими системами. УК во многом определяют архитектуру КС и характер её функционирования. 3) Главные системы(серверы) – специальные компьютеры, выполняющие основные сервисные функции в сети: управление сетью, сбор, хранение, обработку и предоставление информации абонентам КС. В свою очередь, в зависимости от выполняемых функций также можно выделить несколько видов серверов. Например,файл-сервер – это сетевой компьютер, осуществляющий операции по хранению, обработке и предоставлению файлов информации абонентам сети по их запросам. Компьютер, обеспечивающий абонентским системам эффективный доступ к КС, называетсясервером доступа. Управление КС (контроль доступа в сеть, проверка оборудования, управление передачей данных и т.п.) осуществляетсервер сети. На основе вышесказанного обобщённую структуру КС можно представить следующим образом (Рисунок 12.1) /28/: Рисунок 12.1 – Обобщённая структура КС Совокупность узлов коммутации и каналов передачи данных образуют сеть передачи данных(коммуникационную сеть). Каналы передачи данных состоят, в свою очередь, из линий связи и аппаратуры передачи данных, которая территориально, как правило, располагается в УК, абонентских системах или серверах. Абонентские системы могут подключаться к сети либо непосредственно в УК, либо через сервер доступа в сеть. В случае непосредственного подключения абонентских систем к КС функции сопряжения реализуются самим и абонентскими системами. Сервер доступа целесообразно использовать для коллективного подключения абонентов к сети. Управление КС может осуществляться децентрализовано, когда управляющие функции распределяются между несколькими серверами, так и централизованно, когда работой сети управляет специально выделенной для этого сервер – сервер сети (как показано на рисунке 12.1). Кроме того, отдельные сети могут объединяться между собой в более большие сети – сети сетей. В этом случае для обеспечения соединения и согласованной работы отдельных подсетей между собой используются специальные межсетевые устройства –шлюзы. Использование ВМ (компьютеров) в составе сети обеспечивает дополнительные возможности информационного обслуживания пользователей и позволяет наиболее дорогие ресурсы использовать коллективно /2/. КС очень разнообразны по своим функциональным возможностям, назначению, составу оборудования, ПО, вследствие чего их целесообразно классифицировать по ряду признаков.
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:
15. Понятие и назначение компьютерной сети. Классификация компьютерных сетей.
Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, взаимосвязанных через каналы передачи данных, обеспечивающая пользователей средствами обмена информацией и коллективного использования ресурсов сети: аппаратных, программных и информационных.
Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать дорогостоящее оборудование — диски большой емкости, принтеры, модемы, оперативную память, иметь общие программные средства и данные. Глобальные сети предоставляют возможность использовать аппаратные ресурсы удаленных компьютеров. Глобальные сети, охватывая миллионы людей, полностью изменили процесс распространения и восприятия информации, сделали обмен информацией через электронную почту самой распространенной услугой сети, а саму информацию — основным ресурсом человека.
Основным назначением сети является обеспечение простого, удобного и надежного доступа пользователя к распределенным общесетевым ресурсам и организация их коллективного использования при надежной защите от несанкционированного доступа, а также обеспечение удобных и надежных средств передачи данных между пользователями сети. С помощью сетей эти проблемы решаются независимо от территориального расположения пользователей.
В эпоху всеобщей информатизации большие объемы информации хранятся, обрабатываются и передаются в локальных и глобальных компьютерных сетях. В локальных сетях создаются общие базы данных для работы пользователей. В глобальных сетях осуществляется формирование единого научного, экономического, социального и культурного информационного пространства.
Помимо сфер научной, деловой, образовательной, общественной и культурной жизни глобальная сеть охватила и сделала доступным для миллионов людей новый вид отдыха и развлечений. Сеть превратилась в инструмент ежедневной работы и организации досуга людей самого разного круга.
Компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков, например, по степени территориальной распределенности. При этом различают глобальные, региональные и локальные сети.
Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру, используют волоконно-оптические и спутниковые каналы связи, позволяющие соединять узлы сети связи и компьютеры, находящиеся на расстоянии до 10–15 тыс. км друг от друга.
Региональные сети объединяют пользователей города, области, небольших стран. В качестве каналов связи чаще всего используются волоконно-оптические и телефонные линии. Расстояния между узлами сети составляют 10–1000 км.
Локальные сети связывают абонентов одного или близлежащих зданий одного предприятия, учреждения. Локальные сети получили очень широкое распространение, так как 80–90% информации циркулирует вблизи мест ее появления и только 20–10% связано с внешними взаимодействиями. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. Единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных — главная отличительная особенность локальных сетей. В качестве канала передачи данных используется витая пара, коаксиальный кабель либо оптический кабель. В оптическом канале световод сделан из кварцевого стекла толщиной в волос, это — наиболее высокоскоростной, надежный, но и дорогостоящий кабель. Расстояния между компьютерами в локальной сети — до 10 км.
Корпоративные сети являются тем примером, который не укладывается в систему классификации сетей по признаку их территориальной распределенности. Например, сеть банка или авиакомпании может связывать компьютеры как в соседних помещениях, так и расположенные на разных континентах. Корпоративная сеть обычно имеет свою особую систему кодирования и защиты информации, что исключает в ней свободный доступ, характерный для глобальных сетей. Каналы связи в локальных и корпоративных сетях являются собственностью организации, и это серьезно упрощает их эксплуатацию.Функциональные возможности сети определяются теми услугами, которые она предоставляет пользователю. Для реализации каждой из услуг сети и доступа пользователя к этой услуге разрабатывается специальное программное обеспечение.Для обеспечения связи между этими сетями используются средства межсетевого взаимодействия, называемые мостами (Bridge) и маршрутизаторами (Router). В качестве моста и маршрутизатора могут использоваться компьютеры, в которых установлено по два или более сетевых адаптера. Каждый из адаптеров обеспечивает связь с одной из связываемых сетей.
Мост или маршрутизатор получает пакеты, посылаемые компьютером одной сети компьютеру другой сети, переадресует их и отправляет по указанному адресу. Мосты, как правило, используются для связи сетей с одинаковыми коммуникационными системами, например для связи двух сетей Ethernet или двух сетей Arcnet. Маршрутизаторы связывают сети с разными коммуникационными системами, так как имеют средства преобразования пакетов одного формата в другой. Существуют мосты-маршрутизаторы (Brouter), объединяющие функции обоих средств.Для обеспечения связи сетей с различными компьютерными системами предназначены шлюзы (Gateway). Например, в общей структуре корпоративной сети через шлюз локальная сеть может быть связана с мощным внешним компьютером.