3.4. Технические средства построения вычислительных сетей
В области компьютерных технологий одним из наиболее активно развивающихся направлений, являются так называемые сетевые технологии. Бурный технологический прогресс микроэлектроники проявился не только в чисто компьютерной сфере, но и в производстве средств связи, с помощью которых распределенные в пространстве компьютеры объединяются в единую систему — вычислительную сеть. Можно указать следующие основные причины широкого распространения локальных вычислительных сетей (ЛВС).
Во-первых, повсеместное распространение относительно недорогих персональных компьютеров (ПК), вычислительные мощности которых сегодня позволяют с успехом решать большинство практических задач.
Во-вторых, объективно существующие потребности пользователей ПК одной организации обмениваться между собой информацией, совместно использовать общие сетевые программные, аппаратные и информационные ресурсы, а также получать доступ к ресурсам вычислительных сетей других организаций или учреждений.
В-третьих, появление на рынке широкого спектра аппаратных и программных коммуникационных средств, позволяющих легко и относительно дешево соединять ПК в ЛВС.
Сетевое использование компьютеров дает следующие преимущества:
• устранение дублирования информации и проблем, связанных с актуализацией данных для отдельных пользователей одной организации;
• более экономичное коллективное использование в сети относительно дорогих ресурсов, таких как программное обеспечение, принтеры, дисковые массивы памяти большого объема и т. п.;
• общесистемное повышение производительности за счет введения в сети специализированных компонентов, таких как файл-серверы, серверы баз данных, телекоммуникационные серверы и другие серверы приложений;
• наличие дополнительные сетевых услуг, таких как организация электронной почты, проведение телеконференций и т. п.;
• более высокая надежность при наличии в сети дублирующих элементов единой распределенной системы обработки данных, а также потенциал ее расширяемости.
Первые вычислительные сети возникли в 70-х годах прошлого века и относились к крупномасштабным (глобальным). В конце 80-х и в начале 90-х гг. наиболее массовое распространение получили локальные вычислительные сети отдельных организаций или их структурных подразделений. Позднее на базе ЛВС стали возникать более крупные — корпоративные сети. Повсеместное распространение ЛВС, их расширение, накопленный опыт, а также новые теоретические исследования, в свою очередь, активизировали дальнейшее развитие крупномасштабных сетей, в частности всемирной компьютерной сети Интернет.
Создание вычислительных сетей может выполняться на основе проводных и беспроводных технологий. Проводные сети чаще всего стоятся на базе стандарта Ethernet. В частности доступны следующие разновидности этого стандарта:
- 10BaseТ – скорость передачи данных не превышает 10 Мбит/с. Для организации одноранговой сети с топологией «шина» достаточно наличие соответствующих сетевых адаптеров в компьютерах, кабелей и операционной системы с поддержкой сетевых протоколов. Для создания сети с топологией «звезда» дополнительно требуется концентратор.
- 100BaseТХ – скорость передачи данных не превышает 100 Мбит/с. Для построения сети используется топология «звезда», сетевые адаптеры, кабели и концентратор.
- 1000Base– скорость передачи данных не превышает 1Гбит/с. Для построения используются соответствующие сетевые адаптеры, оптоволоконный кабель и концентратор. Чаще всего применяется на магистральных линиях связи.
- 10Gbit– стандарт нового поколения, использующийся в оптоволоконных магистральных линиях связи и обеспечивающий скорость 10 Гбит/с.
- Bluetooth– скорость передачи данных не превышает 2Мбит/с, а дальность связи до 150 м. Для построения сети требуется использование специальных адаптеров и программного обеспечения. Если компьютеры находятся в разных помещениях, то дальность связи уменьшается.
- Wi-Fi– скорость передачи данных варьируется от 11 Мбит/с до 100 Мбит/с. Расстояние связи зависит от мощности передатчика и варьируется от 20 до 100 м. Для создания одноранговой сети «компьютер»-«компьютер» требуется лишь наличие адаптеров и программного обеспечения. Если требуется создать сеть топологии «звезда», то дополнительно требуется использовать точку доступа (концентратор). Данная технология широко применяется для создания вычислительных сетей в общественных местах, гостиницах, офисах и др.
- UMTS(3G) – обеспечивает скорость передачи данных до 2 Мбит/с. Используется операторами сотовой связи для обеспечения широкополосного подключения пользователей к сети Интернет.
- LTE(4G) – также используется для широкополосного подключения к Интернет и обеспечивает скорость до 300 Мбит/c.