2.Назначение информационно – вычислительных сетей (ивс). Классификация ивс по географическим масштабам. Классификация ивс по способу передачи информации.
Компьютерные (информационно – вычислительные) сети обеспечивают:
Компьютерные (информационно – вычислительные) сети – это совокупность ПК, объединенных посредством телефонной сети, а также специализированными сетями передачи данных.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. Это: отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с ЧПУ. Любой объект подключается к станции.
Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации.
Абонентская система — это совокупность абонента и станции.
ЭВМ, подключенные к сети, делят на рабочие станции и сервера.
Сервер – это мощный компьютер, который используется для хранения информации в сети (более 140 млн.).
Физическая передающая среда – линия связи, по которой распространяются электрические сигналы и аппаратура для передачи данных. В качестве линий связи используют: телефонные линии, пары проводов, коаксильные кабели, оптоволоконные кабели, беспроводное подключение с помощью радиоволн.
Классификация ивс по географическим масштабам.
В зависимости от территориального расположения абонентов, сети делят на 3 класса:
- Глобальные сети – они объединяют абонентов в разных странах.
- Региональные сети — они объединяют абонентов на значительном расстоянии (сотни км.) внутри города, экономического района, одной страны. Региональные сети, каждая через свой маршрутизатор, подключается к глобальной сети. Это объединение ПК и локальных сетей для решения общих проблем регионального масштаба. Сейчас наиболее мощные региональные сети действуют в Северной Америке, Европе, Японии и Австралии (пропускная способность 20 Гбит/с и выше). В региональных сетях часто используются выделенные линии (медные), а также радиоканалы (51 Мбит/с) и оптоволоконные каналы с разной пропускной способностью (1 – 155Мбит/с). Для удаленных районов используется спутниковая связь (десятки Мбит/с).
- Локальные сети. – они объединяют абонентов на небольшой территории, это сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов. Расстояние 2 – 2.5 км. Локальные сети, каждая через свой маршрутизатор, подключается к региональной сети.
- Корпоративные сети – платные сети.
КЛАССИФИКАЦИЯ ИВС ПО СПОСОБУ ПЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.
По способу передачи информации различают:
- Спутниковая связь имеет высокую пропускную способность, перекрывает большие расстояния, имеет низкие помехи и высокую надежность. Но это связь дорогая, т.к. надо иметь наземные станции, антенны, спутник с системой управления им на орбите. На спутниковые системы приходится 3% мирового трафика.
- Оптоволоконная связь имеет огромную пропускную способность и помехозащищенность ( пропускная способность 1 – 155 Мбит/с)
- Радиосвязь имеет атмосферные и промышленные помехи, взаимное влияние радиостанций, замирание на коротких волнах, высокую стоимость аппаратуры – это затрудняет использование ее в ИВС.
- Радиорелейная связь использует диапазон ультракоротких волн, но требует специализированного оборудования, что затрудняет использование ее в ИВС.
- Модемная связь – это самый распространенный вариант сети, созданный на основе телефонной линии. Для соединения ПК с телефонной линией используется специальная плата – модем и специальное ПО.
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. ЛВС могут использовать и технологии глобальной сети Интернет, входить в состав корпоративнойсети.Региональные сети связывают абонентов города, района, области или даже небольшой страны. Обычно расстояния между абонентами региональной ИВС составляют десятки—сотни километров. Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто находящихся в различных странах или на разных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, систем радиосвязи и спутниковой связи. Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, эффективные системы обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры. Именно такая структура принята в наиболее известной и популярной сейчас всемирной суперглобальной информационной сети Интернет. По принципу организации передачи данных сети можно разделить на две группы:
- последовательные — передача данных выполняется последовательно от одного узла к другому и каждый узел ретранслирует принятые данные дальше (практически все глобальные, региональные и многие локальные сети);
- широковещательные — в каждый момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию (значительная часть ЛВС, использующая один общий канал связи (моноканал) или одно общее пассивное коммутирующее устройство).
По геометрии построения (топологии) ИВС могут быть:
- шинные (линейные, bus);
- кольцевые (петлевые, ring);
- радиальные (звездообразные, star);
- распределенные радиальные (сотовые, cellular);
- иерархические (древовидные, hierarchy);
- полносвязные (сетка, mesh);
- смешанные (гибридные).
Сети с шинной топологией используют линейный моноканал передачи данных, к которому все узлы подсоединены через интерфейсные платы посредством коротких соединительных линий. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Шинная топология — одна из наиболее простых топологий. Такую сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам; она устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов. Сеть шинной топологии применяют широко известная сеть Ethernet, и организованная на ее адаптерах сеть Novel] NetWare. Условно такая сеть изображена на рис. 1. Рис. 1. Сеть с шинной топологией В сети с кольцевой топологией все узлы соединены в единую замкнутую петлю (кольцо) каналами связи. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу и каждый узел ретранслирует посланное сообщение. В каждом узле для этого имеются свои интерфейсная и приемо-передающая аппаратура, позволяющая управлять прохождением данных в сети. Передача данных по кольцу с целью упрощения приемо-передающей аппаратуры выполняется только в одном направлении. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения. Ввиду своей гибкости и надежности работы, сети с кольцевой топологией получили также широкое распространение на практике (например, сеть Token Ring). » Условная структура такой сети показана на рис. 2. Рис. 2. Сеть с кольцевой топологией Основу последовательной сети с радиальной топологией составляет специальный компьютер — сервер, к которому подсоединяются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети. Последовательные радиальные сети используются в офисах с явно выраженным централизованным управлением. В качестве недостатков такой сети можно отметить:
- большую загруженность центральной аппаратуры;
- полную потерю работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры;
- большую протяженность линий связи;
- отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации.
Условная структура радиальной сети показана на рис. 3. Рис. 3. Сеть с радиальной топологией Но используются и широковещательные радиальные сети с пассивным центром — вместо центрального сервера в таких сетях устанавливается коммутирующее устройство, обычно концентратор, обеспечивающий подключение одного передающего канала сразу ко всем остальным. В общем случае топологию многосвязной вычислительной сети можно представить на примере топологии «сетка» в следующем виде (рис. 4). Рис. 4. Обобщенная структура вычислительной сети В структуре сети можно выделить коммуникационную и абонентскую подсети. Коммуникационная подсеть является ядром вычислительной сети, связывающим рабочие станции и серверы сети друг с другом. Звенья коммуникационной подсети (в данном случае — узлы коммутации) связаны между собой магистральными каналами связи, обладающими высокой пропускной способностью. В больших сетях коммуникационную подсеть часто называют сетью передачи данных. Звенья абонентской подсети (хост-компьютеры, серверы, рабочие станции) подключаются к узлам коммутации абонентскими каналами связи — обычно это среднескоростные телефонные каналы связи. В зависимости от используемой коммуникационной среды сети делятся на сети:
- с моноканалом;
- иерархические;
- полносвязные;
- со смешанной топологией.
Всетях с моноканалом данные могут следовать только по одному и тому же пути; в них доступ абонентов к информации осуществляется на основе селекции (выбора) передаваемых кадров или пакетов данных по адресной части последних. Все пакеты доступны всем пользователям сети, но «вскрыть» пакет может только тот абонент, чей адрес в пакете указан. Такие сети иногда называют сетями с селекцией информации.Иерархические, полносвязные и сети со смешанной топологией в процессе передачи данных требуют маршрутизации последней, то есть выбора в каждом узле пути дальнейшего движения информации. Альтернативная неоднозначная маршрутизация выполняется только в сетях, имеющих замкнутые контуры каналов связи (ячеистую структуру). Такие сети называются сетями с маршрутизацией информации.