5.2. Классификация компьютерных сетей
По территориальному признаку компьютерные сети можно разделить на три основных класса:
Локальные сети (Local Area Network)— сети, организованные в пределах существенно ограниченной территории (комната, этаж, здание, соседние здания). Размер локальной сети не превышает нескольких километров.
Глобальные сети (Wide Area Network)— сети, которые простираются на расстояния от десятков до десятков тысяч километров и могут объединять сотни локальных сетей. Протяженность глобальных сетей может составлять тысячи километров, и они интегрированы с сетями масштаба страны.
Региональные сети (Metropolitan Area Network)— сети, расположенные на обширном участке местности. Региональная сеть может соединять компьютеры внутри города (их часто называют городские сети или сети мегаполисов), экономической зоны или отдельно взятой страны. Размер региональных сетей — сотни километров, обычно они связывают локальные сети в масштабах города с возможностью выхода в глобальные.
Указанные выше сети различаются следующими параметрами:
1. Методами передачи данных. В локальных сетях, как правило, используются методы, не требующие предварительной установки соединения — данные просто передаются в канал связи без подтверждения готовности их принять. Глобальные сети ориентированы на соединение, т.е. еще до начала передачи данных между компьютерами сети устанавливается соединение, которое подтверждается обменом компьютеров между собой специальными сигналами.
2. Скоростью передачи данных. Локальные сети обеспечивают наивысшую скорость обмена информацией между компьютерами, глобальные сети работают на относительно низких скоростях, а региональные занимают промежуточное положение.
3. Разнообразием услуг. В локальных сетях существует широкий набор услуг, таких как файловые службы, услуги печати, услуги баз данных и т.д. Глобальные сети предоставляют в основном услуги, связанные с поиском информации, почтой и обменом файлами;
4. Масштабируемостью(возможностью расширения при сохранении качества). Локальные сети обладают плохой масштабируемостью. Глобальным сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались для неограниченного числа пользователей.
В современном мире большую популярность приобрели корпоративные компьютерные сети, которые могут содержать различные сочетания всех выше перечисленных признаков и представляют собой сложный комплекс технических, системных и программных средств, функционирующих в рамках отдельных предприятий или корпораций. Территориальный признак в них не имеет никакого значения.
Корпоративная сеть— это, как правило, закрытая компьютерная сеть, в состав которой могут входить сегменты локальных сетей малых, средних и крупных отделений корпорации, объединенные с центральным офисом региональными и глобальными компьютерными сетями с использованием сетевых технологий глобальных компьютерных сетей.
5.3. Локальные компьютерные сети
Главная отличительная особенность локальных сетей — единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных и малая вероятность возникновения ошибок в коммуникационном оборудовании.
С помощью персональных компьютеров, работающих в локальной сети, выполняются следующие задачи:
разделение файлов— одновременная работа различных пользователей с одним и тем же файлом, который хранится на центральном файл-сервере;
передача файлов— быстрое копирование файлов с одного компьютера на другой;
доступ к информации и файлам— запуск прикладных программ с любой рабочей станции компьютерной сети;
разделение прикладных программ— применение различными пользователями одной и той же копии программы;
одновременный ввод данныхв прикладные программы несколькими пользователями;
разделение принтера и другого оборудования— совместное использование принтера или других устройств пользователями на различных рабочих станциях;
работа с электронной почтой— рассылка пользователям служебных записок, докладов, сообщений и т.п.
Архитектура компьютерной сети на физическом уровне определяет топологию— описание физических соединений (геометрическую схему) в локальной сети, указывающее, какие пары узлов могут связываться между собой.
Архитектура компьютерной сети на логическом уровне определяет структуру взаимодействия пользователей, компьютеров и ресурсов сети. Именно на этом уровне руководитель определяет, кто из пользователей или групп пользователей имеет право доступа к тем или иным ресурсам компьютерной сети (компьютерам, сетевым устройствам, файлам и т.д.) и где находятся эти ресурсы.
На логическом уровне локальные сети могут быть одноранговые и с выделенным сервером.
Одноранговая компьютерная сеть — это сеть, в которой все компьютеры равноправны и могут выступать в роли как пользователей (клиентов) ресурсов, так и их поставщиков (серверов), предоставляя другим узлам право доступа ко всем или к некоторым из имеющихся в их распоряжении локальным ресурсам (файлам, принтерам, программам). Компьютеры одноранговой сети могут объединяться в рабочую группу, которой присваивается уникальное имя. Понятие «рабочая группа» является чисто логическим и никак не привязано к физическому расположению компьютеров и тем функциям, которые они выполняют. Доступ к ресурсам в одноранговой сети осуществляется на уровне ресурсов.
Для эффективного администрирования компьютерных сетей используются сети с выделенным сервером. Существует много серверов компьютерной сети, например, сервер печати, сервер баз данных, сервер приложений, файл-сервер и т.д. В отличие от них, выделенный сервер осуществляет управление сетью (или ее частью) и на нем, в частности, находятся базы данных, содержащие учетные записи пользователей сети и определяющие политику их доступа к ресурсам сети. В компьютерных сетях с выделенным сервером рабочие станции подключаются к выделенным серверам, а серверы в свою очередь группируются вдомены— группы компьютеров и периферийных устройств, с общей системой безопасности.
Доменная организация сети позволяет:
1. Упростить централизованное управление сетью;
2. Облегчить создание сетей методом объединения существующих сетевых фрагментов;
3. Обеспечить пользователям однократную регистрацию в сети для доступа ко всем серверам и ресурсам информационной системы независимо от места регистрации.
Компьютерные сети и их классификация
Компьютерная сеть (Computer NetWork) – это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных линиями связи и обменивающихся информацией между собой в соответствии с определенными правилами – протоколом.
Протокол играет очень важную роль, поскольку недостаточно только соединить компьютеры линиями связи. Нужно еще добиться того, чтобы они «понимали» друг друга.
Основная цель сети – обеспечить пользователей потенциальную возможность совместного использования ресурсов сети. Ресурсами сети называют информацию, программы и аппаратные средства.
Преимущества работы в сети:
- Разделение дорогостоящих ресурсов – совместное использование периферийных устройств (лучше и дешевле купить один дорогой, но хороший и быстродействующий принтер и использовать его как сетевой чем к каждому компьютеру покупать дешевые, но плохие принтеры), разделение вычислительных ресурсов (возможность использования удаленного запуска программ).
- Совершенствование коммуникаций (доступ к удаленным БД, обмен информации)
- улучшение доступа к информации
- свобода в территориальном размещении компьютеров
В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:
- Витая пара (экранированная и неэкранированная)
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный
- Wi-Fi
- IrDa
Классификации сетей:
- глобальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;
- региональные — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
- локальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.
По топологии физических связей – по способу соединения компьютеров между собой
Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (а иногда и другое оборудование), а ребрами — физические связи между ними.
 | Полносвязная топология – каждый компьютер связан со всеми остальными. Громоздкий и неэффективный вариант, т.к. каждый компьютер должен иметь большое кол-во коммуникационных портов. |
 | Ячеистая топология – получается из полносвязной путем удаления некоторых связей. Непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными. Даная топология характерна для глобальных сетей |
 | Общая шина – до недавнего времени самая распространенная топология для локальных сетей. Компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю. Дешевый и простой способ, недостатки – низкая надежность. Дефект кабеля парализует всю сеть. Дефект коаксиального разъема редкостью не является |
 | Кольцевая топология – данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, если компьютер распознает данные как свои, он копирует их себе во внутренний буфер. |
 | Топология Звезда – каждый компьютер отдельным кабелем подключается к общему устройству – концентрат (хаб). Главное преимущество перед общей шиной – большая надежность. Недостаток – высокая стоимость оборудования и ограниченное кол-во узлов в сети (т.к. концентрат имеет ограниченное число портов) |
 | Иерархическая Звезда (древовидная топология, снежинка) – топология типа звезды, но используется несколько концентратов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Самый распространенный способ связей как в локальных сетях, так и в глобальных. |
Выбор топологии электрических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, Наличие резервных связей повышает надежность сети. Базовые требования компьютерных сетей:
- открытость — возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;
- живучесть — сохранение работоспособности при изменении структуры;
- адаптивность — допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;
- эффективность — обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;
- безопасность информации. Безопасность — это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.
Базовые принципы организации компьютерной сети:
- операционные возможности — перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных;
- производительность — представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;
- время доставки сообщений — определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;
- стоимость предоставляемых услуг.