Общее понятие компьютерной сети
Одна из основных потребностей человека – потребность в общении. Универсальным средством общения являются коммуникации, обеспечивающие передачу информации с помощью современных средств связи, включающих компьютер.
Общая схема передачи информации такова:«источник информации — канал связи — приемник (получатель) информации»
Основными устройствами для быстрой передачи информации на большие расстояния в настоящее время являются телеграф, радио, телефон, телевизионный передатчик, а также телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.
Передача информации между компьютерами существует с самого момента возникновения ЭВМ. Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем.
Под компьютерной сетью понимают комплекс аппаратных и программных средств, предназначенных для обмена информацией и доступа пользователей к единым ресурсам сети.
Основное назначениекомпьютерных сетей —обеспечить совместный доступ пользователей к информации и/или программному обеспечению (базам данных, документам и т.д.) и ресурсам ЭВМ (или аппаратному обеспечению — жестким дискам, принтерам, накопителям CD-ROM, и т.д.).
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.
Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ (станки с числовым программным управлением) и т.д. Любой абонент сети подключён к станции.
Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приёмом информации.
Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима физическая передающая среда.
Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
Одной из основных характеристик линий или каналов связи является скорость передачи данных (пропускная способность).
Скорость передачи данных — количество бит информации, передаваемой за единицу времени.
Обычно скорость передачи данных измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах: килобитах (Кбит/с) и мегабитах (Мбит/с) в секунду.
Соотношения между единицами измерения:
- 1 Кбит/с =1024 бит/с;
- 1 Мбит/с =1024 Кбит/с;
- 1 Гбит/с =1024 Мбит/с.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть. Таким образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. Виды сетей По типуиспользуемых ЭВМ выделяютоднородные (гомогенные)инеоднородные (гетерогенные)сети. В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры (чаще всего, так и бывает на практике). По территориальному признакусети делят налокальныеиглобальные. Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2–2.5 км. Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам. Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет). Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радио-релейной связи, высокочастотных шифрованных каналов связи (ISDIN, 3G-сотовые сети) и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам. Локальная сеть. Глобальная сеть. Основные компоненты коммуникационной сети:
- передатчик;
- приёмник;
- сообщения (цифровые данные определённого формата);
- средства передачи (физическая передающая среда и специальная коммутационная аппаратура, обеспечивающая передачу информации).
Лекция 7. Компьютерные сети Базовые понятия
Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров, которые могут обмениваться между собой информацией.
Компоненты компьютерной сети:
- компьютер;
- линии связи (коммуникационное оборудование) – техника, которая реализует возможность обмена информацией (провода, устройства, иногда – компьютер, выполняющий функцию коммуникационного оборудования);
- операционная система, в особенности, модули ОС, реализующие сетевое взаимодействие;
- распределенные приложения – программы, которые работают одновременно на разных компьютерах, например, WWW.
- формат сообщений;
- очередность сообщений;
- действия, которые необходимо выполнять при получении, приеме сообщений или при наступлении иных событий.
- EDGE — до 474 кбит/с
- ADSL — 8 Mbit/s
- FastEthernet — 100 Mbit/s
- WiFi 802.11g — 54 Mbit/s
- Gigabit Ethernet — 1000 Mbit/s
Особенности терминологии
Internet – Интернет internet — несколько локальных сетей (сетевой комплекс) intranet – частная ceть организации, использующие механизмы Интернета extranet – объединение intranet-сетей различных компаний через Интернет Ethernet – технология локальных сетей Интранет (англ. Intranet) – в отличие от сети Интернет, это внутренняя частная ceть организации. Как правило, Интранет – это Интернет в миниатюре, который построен на использовании протокола IP для обмена и совместного использования некоторой части информации внутри этой организации. Intranet допускает использование публичных каналов связи, входящих в Internet, (VPN – Virtual Private Network), но при этом обеспечивается защита передаваемых данных и меры по пресечению проникновения извне на корпоративные узлы.
1. Классификация вычислительных сетей
Под компьютерными сетями, как правило, понимается система связи различного компьютерного оборудования с целью передачи информации. Неоднозначное понятие компьютерных сетей и их многообразие породило множество вариантов их классификации. В общем случае классификация компьютерных сетей ведется по территориальной распространенности, типу функционального взаимодействия, сетевой топологии или среды передачи, функциональному назначению. По функциональному назначению различают сети информационные, представляющие пользователю в основном информационное обслуживание (сети научно-технической информации, здравоохранения, резервирования билетов на транспорте и т. п.), вычислительные, выполняющие главным образом решение задач с обменом данными и программами между ЭВМ сети, и смешанные информационно-вычислительные, По размещению информации в сети разделяют сети с централизованным банком данных, формируемым в одном из узлов сети, и с распределенным банком данных, состоящим из отдельных локальных банков, расположенных в узлах сети. По степени территориальной рассредоточенности можно выделить:
- РАN – сеть, принадлежащая одному пользователю и использующаяся для взаимодействия его устройств;
- Local Area Network (LAN) – сети одной квартиры, дома, организации.
- САN – компьютерные сети, объединяющие ^АN близко стоящих зданий и объектов;
- Metropolian Area Network (MAN), городские – высокоскоростные каналы связи в пределах большого города.
- Региональные – объединяют компьютеры географической области.
- Wide Area Network (WAN), глобальные вычислительные сети. Используемая сегодня повсеместно компьютерная сеть интернет относится именно к глобальному виду сетей.
По методу передачи данных различают вычислительные сети с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений, с коммутацией пакетов и со смешанной коммутацией. Для современных Вычислительные сети характерно использование коммутации пакетов. По типу среды передачи
- Проводные
- витая пара;
- коаксильный кабель;
- оптоволокно.
- Беспроводные
- радиосвязь (WiFi, WiMAX, Bluetooth);
- инфракрасная связь;
- лазерная связь.
Важным признаком классификации вычислительных сетей является их топология. Топологическая структура вычислительных сетей оказывает значительное влияние на ее пропускную способность, устойчивость сети к отказам ее оборудования, на логические возможности и стоимость сети. В настоящее время наблюдается большое разнообразие в топологических структурах вычислительных сетей. На рис. 1 представлены различные варианты топологий вычислительных сетей. Топология крупных вычислительных сетей может представлять собой комбинацию нескольких топологических решении.
- Шина. Предполагает использование общего кабеля с подключением к нему всех компьютеров и терминаторами на концах, позволяющими избежать отражение сигнала.
- Кольцо. Каждый компьютер в сети соединяется с двумя другими устройствами в результате чего образуется замкнутая цепь. Б данном виде компьютерной сети на каждой линии связи функционирует только один приемник и один передатчик. Благодаря этому не приходится использовать внешние терминаторы.
- Звезда. Все компьютеры подключаются к единому центральному узлу. Топология типа звезда может работать как отдельно, так и являться составляющей более сложной сети. В компьютерной сети вида звезда обмен данными ведется только через центральный компьютер, что возлагает на него очень большую нагрузку. Именно поэтому для подобной компьютерной сети интернет нужен довольно мощный компьютер, но зато он позволит избежать конфликтов в сети благодаря централизованности.
- Древовидная. Каждый компьютер может соединяться с одним или несколькими компьютерами, что обеспечивает высокую отказоустойчивость, но приводит к избыточному расходу кабеля. Компьютерная сеть этого типа характеризуется весьма сложной настройкой и используется обычно в крупных сетях.
- Полносвязная топология. Каждый компьютер сети связан с каждым компьютером отдельным дуплексным (двусторонним) физическим каналом связи.
Рис. 1. Виды топологий вычислительных сетей: а – общая шина; б – петлевая (кольцевая) сеть; в – звездообразная сеть; г – полносвязная сеть; д — древовидная сеть