Основные типы информационно вычислительных сетей

Глава 1. Основные понятия о компьютерных сетях

1.1. Классификация информационно-вычислительных сетей (ивс). Локальные, городские и глобальные сети

Коммуникационная сеть — система, состоящая из объектов, называемых пунктами (узлами) сети и осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления некоторого продукта, а также линий передачи (связей, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами. В качестве продукта могут фигурировать информация, энергия, масса. Соответственно различают группы сетей информационных, энергетических, вещественных. В группах сетей возможно разделение на подгруппы. Так, среди вещественных сетей могут быть выделены сети транспортные, водопроводные, производственные и др.

Информационно-вычислительная сеть — коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация, а узлами сети является вычислительное оборудование. Компонентами ИВС могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети. Эти компоненты составляют оконечное оборудование данных. В качестве оконечного оборудования данных могут выступать ЭВМ, принтеры, плоттеры и другое вычислительное, измерительное и исполнительное оборудование автоматических и автоматизированных систем. Собственно пересылка данных происходит с помощью сред и средств, объединяемых под названием среда передачи данных.

ИВС классифицируются по ряду признаков. 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 вычислительные сети (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 сети (масштаба предприятия) — совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или нескольких близко расположенных зданиях.

Среди глобальных сетей следует выделить единственную в своем роде глобальную сеть Internet и реализованную в ней информационную службу World Wide Web (WWW) (переводится на русский язык как всемирная паутина).

Различают интегрированные сети, неинтегрированные сети и подсети. Интегрированная вычислительная сеть (интерсеть) представляет собой взаимосвязанную совокупность многих вычислительных сетей, которые в интерсети называются подсетями. Обычно интерсети приспособлены для различных видов связи: телефонии, электронной почты, передачи видеоинформации, цифровых данных и т.п. В этом случае они называются сетями интегрального обслуживания.

В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, ячеистой, комбинированной, произвольной структуры.

В зависимости от способа управления различают сети:

«клиент/сервер» или сети с выделенным сервером. В них выделяется один или несколько узлов (их название — серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети клиент/сервер различаются по характеру распределения функций между серверами, другими словами по типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям получается сеть распределенных вычислений.

одноранговые — в них все узлы равноправны. Поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером — объект, предоставляющий эти услуги, поэтому каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.

В зависимости от того, одинаковые или неодинаковые ЭВМ применяют в сети, различают сети однотипных ЭВМ, называемые однородными, и разнотипных ЭВМ — неоднородные (гетерогенные).

В зависимости от прав собственности на сети последние могут быть сетями общего пользования (public) или частными (private). Среди сетей общего пользования выделяют телефонные сети и сети передачи данных

Сети также различают в зависимости от используемых в них протоколов и по способам коммутации.

Протоколы — это набор семантических и синтаксических правил, определяющий поведение функциональных блоков сети при передаче данных. Другими словами, протокол — это совокупность соглашений относительно способа представления данных, обеспечивающего их передачу в нужных направлениях и правильную интерпретацию данных всеми участниками процесса информационного обмена.

Поскольку информационный обмен — процесс многофункциональный, то протоколы делятся на уровни. К каждому уровню относится группа родственных функций. Для правильного взаимодействия узлов различных вычислительных сетей их архитектура должна быть открытой. Этим целям служат унификация и стандартизация в области телекоммуникаций и вычислительных сетей.

Унификация и стандартизация протоколов выполняются рядом международных организаций, что наряду с разнообразием типов сетей породило большое число различных протоколов. Наиболее широко распространенными являются протоколы, разработанные и применяемые в глобальной сети Internet, протоколы открытых систем Международной организации по стандартизации (ISO -Intrenational Standard Organization), протоколы Международного телекоммуникационного союза (International Telecommunication Union — ITU, ранее называвшегося CCITT) и протоколы Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Протоколы сети Internet объединяют под названием TCP/IP. Протоколы ISO являются семиуровневыми и известны как протоколы базовой эталонной модели взаимосвязи открытых систем.

Источник

Основные виды информационно-вычислительных сетей.

Информационно-вычислительные сети (ИВС), в зависимости от территории, ими охватываемой, подразделяются на:

— локальные (ЛВС или LAN — Local Area Network);

— региональные (РВС или MAN — Metropolitan Area Network);

— глобальные (ГВС или WAN — Wide Area Network):

Локальной называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Обычно ЛВС «привязана» к конкретному объекту, различают локальные сети предприятий, фирм, банков, офисов и т.д.

Региональные сети связывают абонентов города, района, области или даже небольшой страны. Обычно расстояния между абонрентами региональной ИВС составляют десятки-сотни километров.

Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто находящиеся в различных странах или на разных континентах.

1. По расстоянию между узлами (охвату географической территории).Различают местные (ограниченные зданием или группой зданий), территориальные или региональные (действующие в пределах ограниченной территории но охватывающие значительное географическое пространство – город, область, страну) и глобальные(связывающие узлы, находящиеся в различных регионах и точках мира)

2. Классификация ЛВС по способу управления подразделяет их на сети с выделенными серверами, одноранговые сети (все узлы сети равноправны) и терминальные (сети использующие т.н. сетецентрическую концепцию построения, при которой оборудование конечного пользователя предоставляет только функции ввода-вывода, а все запросы на обработку и получение информации выполняет сетевое ядро).

3. Классификация ЛВС по топологии.

Этот признак определяет способы соединения узлов сети и обмена информацией между ними. Различают широковещательные, последовательностные и смешанные топологии. К широковещательным топологиям относят архитектуру «шина» или «магистраль» (все узлы присоединяются к магистральному кабельному сегменту, данные передаваемые одной станцией доступны для всех); «звезда» — каждая рабочая станция связана с центральным узлом отдельным каналом, центральный узел осуществляет трансляцию данных одного узла к остальным.

К последовательностным топологиям относят архитектуру «кольцо» — каждый узел «слышит» только данные от двух соседних узлов. При необходимости осуществляет их дальнейшую трансляцию.

4. По используемой физической среде.

В настоящее время в этом способе классификации выделяют проводные кабельные сети, оптоволоконные кабельные сети и беспроводные сети.

Различают случайные и детерминированные методы доступа рабочих станций к среде передачи данных. Наиболее известными из них являются метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection CSMA/CD), который регламентируется стандартом IEEE 802.3 (Ethernet) и метод передачи маркера – стандарт IEEE 802.5 (Token Ring).

Локальная сеть Token Ring

Устройства подключаются к сети по топологии кольцо или звезда. Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер). В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом.

На логическом уровне в Ethernet применяется топология шина. Все устройства, подключенные к сети, равноправны, т.е. любая станция может начать передачу в любой момент времени( если передающая среда свободна). Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети.

Все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер). В любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом. Данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети

Источник

Классификация и архитектура информационно-вычислительных сетей

Информационно-вычислительная сеть (возможные названия — вычислительная сеть, компьютерная сеть) представляет собой систему компьютеров, объединенных кана­лами передачи данных.

Основное назначение информационно-вычислительных сетей (ИВС) — обеспече­ние эффективного предоставления различных информационно-вычислительных ус­луг пользователям сети посредством организации удобного и надежного доступа к ресурсам, распределенным в этой сети.

Информационные системы, построенные на базе ИВС, обеспечивают эффективное выполнение следующих за­дач:

• хранение данных;
• обработка данных;
• организация доступа пользователей к данным;
• передача данных и результатов обработки данных пользователям.

• распределенными в сети аппаратными, программными и информационными ре­сурсами:
• дистанционным доступом пользователя к любым видам этих ресурсов;
• возможным наличием централизованной базы данных наряду с распределенны­ми базами данных;
• высокой надежностью функционирования системы, обеспечиваемой резервиро­ванием ее элементов;
• возможностью оперативного перераспределения нагрузки в пиковые периоды;
• специализацией отдельных узлов сети на решении задач определенного класса;
• решением сложных задач совместными усилиями нескольких узлов сети;
• оперативным дистанционным информационным обслуживанием клиентов.

1. Полнота выполняемых функций. Сеть должна обеспечивать выполнение всех предусмотренных для нее функций:

• по доступу ко всем ресурсам;
• по совмест­ной работе узлов;
• по реализации всех протоколов и стандартов работы.

1. Производительность — среднее количество запросов пользователей сети, испол­няемых за единицу времени. Производительность зависит от времени реакции системы на запрос пользователя. Это время складывается из трех составляю­щих:

• времени передачи запроса от пользователя к узлу сети, ответственному за его исполнение;
• времени выполнения запроса в этом узле;
• времени передачи ответа на запрос пользователю.

1. Важной потребитель­ской характеристикой сети является достоверность ее результирующей информации (показатель своевременности информации поглощается достоверностью: если информация поступила несвоевременно, то в нужный момент на выходе систе­мы информация недостоверна). Существуют технологии, обеспечивающие вы­сокую достоверность функционирования системы даже при ее низкой надежно­сти.
2. Современные сети часто имеют дело с конфиденциальной информацией, поэто­му важнейшим параметром сети является безопасность информации в ней. Безо­пасность — это способность сети обеспечить защиту информации от несанкцио­нированного доступа.
3. Прозрачность сети — означает невидимость особенностей внутренней архитектуры для пользователя: в оптимальном случае он должен обращаться к ресурсам сети как к локальным ресурсам своего собственного компьютера.

1. Масштабируемость — возможность расширения сети без заметного снижения ее производительности.
2. Универсальность сети — возможность подключения к сети разнообразного тех­нического оборудования и программного обеспечения от разных производи­телей.

Источник