Классификация компьютерных сетей
По их размерам, или занимаемому ими пространству. Хотя такую классификацию подчас трудно произвести, принято подразделять сети на:
- локальные сети(LAN–localareanetwork) – объединяют компьютеры, находящиеся недалеко друг от друга, например, стоящие в соседних комнатах, в одном здании (большая скорость передачи данных, низкий уровень ошибок и использование дешевой среды передачи данных);
- городские сети(MAN–metropolitanareanetwork) – могут объединять компьютеры, находящиеся на разных концах города (сочетают лучшие характеристики ЛВС – низкий уровень ошибок, высока скорость передачи с большей географической протяженностью);
- глобальные сети(WAN–wideareanetwork) — связывают локальные сети, которые могут находиться на очень большом расстоянии друг от друга, например на разных континентах или в разных местах одного государства (медленная скорость передачи и более высокий уровень ошибок).
- корпоративные сети(сети предприятий) — принадлежат какой-то одной организации, и связывают филиалы или удаленные подразделения;
- действительно глобальные сети— пересекают государственные границы и обычно связывают множество локальных сетей организаций между собой.
По структуре
- сети на основе сервера («клиент-сервер»)— 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 имеем сеть распределенных вычислений. Такие сети отличают также от централизованных систем, по строение на мэйнфреймах. Преимущества и недостатки таких сетей отражены в таблице:
- «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, то каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента и сервера. Преимущества и недостатки таких сетей отражены в таблице:
Классификация компьютерных сетей
Компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков, в том числе по степени территориальной распределенности. При этом различают глобальные, региональные и локальные сети.
Глобальные сети объединяют пользователей, расположенных по всему миру на значительном расстоянии друг от друга. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий, радиосвязи и систем спутниковой связи.
Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одного или нескольких близлежащих зданий одного предприятия или учреждения. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных.
Локальные сети
Локальные сети связывают компьютеры, размещенные на небольшом расстоянии друг от друга. Главная отличительная особенность локальных сетей — единый высокоскоростной канал передачи данных и малая вероятность возникновения ошибок в коммуникационном оборудовании. В качестве канала передачи данных используются витая пара, коаксиальный или оптоволоконный кабель и др.
Расстояния между ЭВМ в локальной сети небольшие – до 10 км, при использовании радиоканалов связи — до 20 км. Каналы в локальных сетях являются собственностью организаций и это упрощает их эксплуатацию.
Локальную вычислительную сеть можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций.
Сервер — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее/у пользователей определенными услугами.
Серверы могут осуществлять хранение данных, управление базами данных, удаленную обработку заданий, печать заданий и ряд других функций, потребность в которых может возникнуть у пользователей сети. Сервер источник ресурсов сети.
Особое внимание следует уделить одному из типов серверов файловому серверу (File Server). В распространенной терминологии для него принято сокращенное название — файл-сервер.
Файл-сервер хранит данные пользователей сети и обеспечивает им доступ к этим данным. Это компьютер с большой емкостью оперативной памяти, жесткими дисками большой емкости и дополнительными накопителями на магнитной ленте (стриммерами).
Он работает под управлением специальной операционной системы, которая обеспечивает одновременный доступ пользователей сети к расположенным на нем данным.
Файл-сервер выполняет следующие функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизацию изменений данных различными пользователями, передачу данных.
Для многих задач использование одного файл-сервера оказывается недостаточным. Тогда в сеть могут включаться несколько серверов. Возможно также применение в качестве файл-серверов мини-ЭВМ.
Рабочая станция — персональный компьютер, подключенный к сети через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Рабочая станция сети» функционирует как в сетевом, так и в локальном режиме. Она оснащена собственной операционной системой (Windows, Unix и т.д.), обеспечивает пользователя всеми необходимыми инструментами для решения прикладных задач.
Топология локальных сетей
Топология сети — это физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.
Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:
• состав необходимого сетевого оборудования;
• характеристики сетевого оборудования;
• возможности расширения сети;
Топологии вычислительных сетей могут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три: кольцевая, шинная, звездообразная.
Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Узел -любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.
Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой — кабелем передающей среды. Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.
Кольцевая топология является идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. В ней отсутствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информации позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.
Последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие. Каждый компьютер выступает в роли репитера (повторителя), усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру, поэтому выход из строя одного из них нарушает целостность кольца и прекращает функционирование всей сети.
Шинная топология — одна из наиболее простых. Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная. Это обеспечивает высокое быстродействие ЛВС с шинной топологией.
«Шина» — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях (например, кольцо) компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.
Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.
Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных,
Сети шинной топологии наиболее распространены в настоящее время. Следует отметить, что они имеют малую протяженность и не позволяют
использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.
Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый компьютер имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.
Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов сети друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла (концентратора).
В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованны. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же если центральный компонент выйдет
из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети, на работу остальных компьютеров это не повлияет.
В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмотренных, например, топология «звезда — шина».
Выбор той или иной топологии определяется областью применения сети, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.
Назначение и классификация компьютерных сетей
Локальные сети на электрическом уровне соединяют компьютеры между собой с помощью кабелей и сетевых плат. На логическом уровне ЛВС представляет собой совокупность двух видов компьютеров:
- Сервер
- Рабочая станция.
Сервер – компьютер, представляющий свои ресурсы пользователям. Рабочая станция – компьютер, через который пользователь получает ресурсы сети. Сеть без единого устройства хранения и обработки информации называется одноранговой. В ней все компоненты равноправны. К достоинствам одноранговой сети относится низкая стоимость и высокая надёжность. В сети с выделенным сервером 1 компьютер выполняет функции хранения и обработки информации и функции управления сетью. Достоинства: высокое быстродействие, надежная защита информации, простота управления. Топология – это способы соединения элементов в системе. При построении локальных сетей используют 3 основные топологии:
- Линейная шина.
- Звезда.
- Кольцо.
С рис. 7.1 еть типа [1] (рис.7.1.) наиболее проста и экономична. Д
анные от передающего узла распределяются по общему кабелю во все стороны, во все узлы. Однако принимает их, только тот узел которому они предназначены. Поломка одного узла не нарушает работы сети. Для линейной шины большой протяженности требуется высококачественный кабель. Тип [2] базируется на компьютере центрального узла к которому подключаются остальные (рис. 7.2.) К
аждый периферийный узел имеет отдельную линию связи в центральный узел. Топология [2] сильно упрощает взаимодействия в сети. Работоспособность такой сети целиком определяется центральным узлом. Требует много кабеля. Тип [3] (рис. 7.3.) предусматривает соединение выхода одного кольца со входом другого. К
аждый промежуточный узел принимает сообщения предыдущих ему узлов и предаёт сигналы дальше. Усиление сигнала позволяет использовать любые типы кабелей. Выход из строя любого узла разрушит работу сети. Аппаратные средства LANуправляются с помощью специального сетевого программного обеспечения. Для сетей LANиспользуются телефонное соединение и модем. Модем – «модулятор – демодулятор», устройство, которое образует высокочастотные сигналы компьютера в низкочастотные сигналы телефона, и обратно.