Основные понятия компьютерных сетей.
Создание компьютерных сетей обусловлено экономией ресурсов. Экономия достигается несколькими путями: — сеть обеспечивает быстрый доступ к разным источникам информации; — сеть уменьшает чрезмерность ресурсов. Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, которые соединены линиями связи и оснащены коммуникационным оборудованием и коммуникационным программным обеспечением (рис.1). Рис. 1 Состав компьютерной сети. Компьютерная сеть обеспечивает: — коллективную обработку данных пользователями, компьютеры которых подключены к сети, и обмен данными между этими пользователями; — общее использование программ; — общее использование принтеров, модемов и других периферийных устройств.
Классификация компьютерных сетей
Существуют разные классификации компьютерных сетей, одна из них отображена на схеме (рис. 2). Рис. 2. Классификация компьютерных сетей. Компьютеры, объединенные в сеть, имеют значительно более широкие возможности, чем компьютеры, которые работают в отдельности. Коммуникационное или сетевое оборудование — это периферийные устройства, которые осуществляют преобразование сигналов, используемых в компьютере, на сигналы, которые передаются через линии связи, и наоборот. Такими устройствами являются модемы и сетевые адаптеры. Модемы применяются при использовании телефонных линий связи, сетевые адаптеры — при использовании других линий связи. Линия связи — это оснащение, с помощью которого осуществляется объединение компьютеров в сеть. Сетевая интерфейсная плата (или сетевой адаптер) специальное аппаратное средство для эффективного взаимодействия персональных компьютеров в сети. Она устанавливается в одно из свободных гнезд расширения шины компьютера, а кабель передачи данных подключается к разъему на этой плате. Линии связи, которые используют кабели для передачи сигналов, называются проволочными, остальные — беспроволочными. Телефонная линия — пример линии связи с проводами. Системы спутниковой связи — беспроволочные. Линии связи разные по сложности. Часто для соединения локально расположенных компьютеров используется радиосвязь. Для более мощных телекоммуникаций используется микроволновое или инфракрасное излучения. Коммуникационное или сетевое программное обеспечение — это набор программ, которые обеспечивают роботу сетевого оборудования и обмен информацией между компьютерами в сети. Сетевое программное обеспечение делится на две группы программ: — первые работают с сетью на так называемом низком уровне. Эти программы обеспечивают управление сетевым оборудованием с целью преобразования сигналов с одного вида на другие. — программы второй группы работают с сетью на высоком уровне, они предназначены для распознавания и обработки информации в зависимости от ее характера и способа организации. Все компьютерные сети делятся на три группы – локальные, корпоративные и глобальные сети. Локальная сеть объединяет компьютеры, которые расположены на небольшом расстоянии один от другого, и являются замкнутой системой. Небольшие расстояния между компьютерами дают возможность использовать для связи в локальных сетях обычные проволочные линии. Как правило, локальная сеть ограничена офисом, кабинетом информатики, одним зданием. Локальные сети должны быть легко адаптированными, то есть иметь гибкую архитектуру, которая разрешает произвольно располагать рабочие места, добавлять или переставлять персональные компьютеры или периферийные устройства. Если такая сеть организована грамотно, то выход из порядка одной из составных не влияет на работу других. Локальная сеть создается для общего использования и обмена информацией между компьютерами, общего использования ресурсов сети. Ресурс сети – это устройства, которые входят в аппаратную часть некоторых из компьютеров сети, доступны и могут использоваться любым пользователем сети. Ресурсами сети могут быть принтеры, сканеры, модемы, стриммеры, фотонаборные аппараты, дисковые накопители большой емкости, устройства резервного копирования информации, и т.п. Компьютер, ресурсы которого предназначены для общего пользования, называется сервером (от англ. to serve – поставлять, обслуживать). Компьютеры, которые используют ресурсы сети, называют рабочими станциями. Современные локальные сети очень разнообразны и могут иметь в своем составе один или несколько серверов, компьютеры, которые одновременно могут быть как сервером, так и рабочей станцией. Общий тип сервера – файловый, основной ресурс файлового сервера – файлы. Любой компьютер с одним или несколькими жесткими дисками можно использовать как файловый сервер (Pentium, 32-64 Мб RAM). Взаимодействие серверов и рабочих станций обеспечивается сетевым программным обеспечением каждого компьютера сети. Пользователю рабочей станции доступны ресурсы сети соответственно по заранее обусловленным правилам. Назначение рабочей станции – выполнять программы, полученные из сети, а назначение сервера – доставлять эти программы к рабочим станциям. Схему работы, если рабочие станции выполняют большую часть обработки данных, а файл-сервер предоставляет файлы для этой обработки, называют распределенной обработкой. Схема обработки, по которой работа распределяется между рабочей станцией и файлом-сервером равномерно, называется системой «клиент-сервер». Как правило, такая среда состоит из сервера баз данных (БД) (высокоскоростной процессор, который обрабатывает запросы к БД) в объединении с рабочими станциями. Кроме того, сети различаются за другими признаками: — скоростью передачи; — типом кабеля, который используется; — физическим расположением кабеля; — форматом пакетов (кадров) и т.п.. Глобальная сеть – это соединения локальных сетей и отдельных компьютеров, расположенных далеко один от другого. В таких сетях есть дополнительные устройства для обработки больших объемов данных и пересылка их на большое расстояние. Прежде всего, это серверы глобальных сетей, которые являются очень мощными компьютерами. Через большие расстояния между компьютерами использования обычных линий связи в глобальных сетях невозможно. Современные глобальные сети используют телефонную связь. Тем не менее, связь между серверами глобальной сети осуществляется не через обычные телефонные линии, а через выделенные линии или через специальные каналы связи. Выделенная телефонная линия используется лишь для передачи информации между компьютерами в сети. Она имеет высокую скорость передачи. Каналы связи имеют те самые свойства, однако, с высшими качественными характеристиками. В глобальных сетях все чаще используются системы спутниковой связи, которая значительно расширяет их масштабы и возможности использования. Чтобы пользоваться глобальной сетью, в компьютере необходимо иметь модем и специальное программное обеспечение. Наибольшей в мире глобальной сетью — есть сеть Интернет. Она охватывает все континенты Земли.
33.Понятие вычислительных сетей
Вычислительная сеть — ВС [network] – это совокупность ЭВМ, объединённых средствами передачи данных. Средства передачи данных в ВС в общем случае состоят из следующих элементов: связных ЭВМ, каналов связи (спутниковых, телефонных, волоконно-оптических и др.), коммутирующей аппаратуры и др.
В зависимости от удалённости ЭВМ, входящих в ВС, сети условно разделяют на локальные и глобальные.
Локальная сеть — ЛВС [local area network — LAN] – это группа связанных друг с другом ЭВМ, расположенных в ограниченной территории, например, в здании. Расстояния между ЭВМ в локальной сети может достигать нескольких километров. Локальные сети развёртываются обычно в рамках некоторой организации, поэтому их называют также корпоративными сетями.
Если сеть выходит за пределы здания, то такая ВС называется глобальной [wide area network -WAN]. Глобальная сеть может включать в себя другие глобальные сети, локальные сети и отдельные ЭВМ.
Глобальные сети практически имеют те же возможности, что и локальные. Но они расширяют область их действия. Польза от применения глобальных сетей ограничена в первую очередь скоростью работы: глобальные сети работают с меньшей скоростью, чем локальные.
Сети предназначены для выполнения многих задач, в том числе:
- организация совместного использования файлов для повышения целостности информации;
- организация совместного использования периферийных устройств, например, принтеров, для уменьшения общих расходов на оборудование офиса;
- обеспечения централизованного хранения данных для облегчения их защиты и архивирования.
Глобальные сети придают всему этому большие масштабы и добавляют такую удобную вещь, как электронная почта. 34.Базовые топологии локальный компьютерных сетей Под топологией локальной сети понимают конфигурацию физических соединений компонентов локальной сети (сервер, рабочие станции). Тип топологии определяет производительность и надежность в эксплуатации сети рабочих станций, для которых имеет значение также время обращения к файловому серверу. Топология типа «звезда» Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, где головная машина принимает и обрабатывает все данные с периферийных устройств. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например в электронной почте Relcom. Вся информация между двумя периферийными рабочими станциями проходит через центральный узел сети. Пропускная способность сети определяется мощностью узла и гарантируется каждой рабочей станцией. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Каждая рабочая станция связана непосредственно с узлом. 
Рис. 1. Топология типа «звезда» Топология в виде звезды (рис. 1) является наиболее быстродействующей из всех топологий сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями происходит через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота передачи запросов от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях. Производительность сети в первую очередь зависит от мощности сервера. Он может быть узким местом сети. В случае выхода из строя узла нарушается работа всей сети. Стандартно для организации топологии типа «звезда» применяются сетевые карты ARCnet. Кольцевая топология При кольцевой топологии сети (рис. 2) рабочие станции связаны одна с другой по кругу. Коммуникационная связь замкнута в кольцо. Сетевые сообщения циркулируют по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. 
Рис. 2. Топология типа «кольцо» Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять в дорогу по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в сеть. Основная проблема при кольцевой топологии состоит в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации. В случае выхода из строя хотя бы одной из них парализуется работа всей сети. Ограничения на протяженность сети не существует, так как она определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями. Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (Hub — концентратор). В зависимости от числа рабочих станций, типа кабеля и сетевых адаптера применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Стандартно для реализации кольцевой топологии применяют сетевые карты Token Ring. Шинная топология При шинной топологии (рис. 3) среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного для всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Рабочие станции в любое время, без перерыва работы всей сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. 
Рис. 3. Топология типа «шина» В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий Ethernet с тройниковыми соединителями. Разрыв шины вызывает остановку всей сети. Этого недостатка лишена сеть, построенная на витой паре с использованием активных концентраторов. Обрыв кабеля в этом случае вызывает отключение только одного компьютера. Наряду с описанными базовыми топологиями, на практике применяются различные их комбинации