Эволюция локальных сетей
Эволюция локальных сетей неразрывно связана с историей развития технологии Ethernet, которая по сей день остается самой распространенной технологией локальных сетей.
Первоначально технология локальных сетей рассматривалась как времясберегающая и экономичная технология, обеспечивающая совместное использование данных, дискового пространства и дорогостоящих периферийных устройств. Снижение стоимости персональных компьютеров и периферии привело к их широкому распространению в бизнесе, и количество сетевых пользователей резко возросло. Одновременно изменились архитектура приложений (клиент/сервер) и их требования к вычислительным ресурсам, а также архитектура вычислений (распределенные вычисления). Стал популярным downsizing (разукрупнение) – перенос информационных систем и приложений с мэйнфреймов на сетевые платформы. Все это привело к смещению акцентов в использовании сетей: они стали обязательным инструментом в бизнесе, обеспечив наиболее эффективную обработку информации.
В первых сетях Ethernet (10Base-2 и 10Base-5) использовалась шинная топология, когда каждый компьютер соединялся с другими устройствами с помощью единого коаксиального кабеля, используемого в качестве среды передачи данных. Сетевая среда была разделяемой и устройства, прежде чем начать передавать пакеты данных, должны были убедиться, что она свободна. Несмотря на то, что такие сети были простыми в установке, они обладали существенными недостатками, заключающимися в ограничениях по размеру, функциональности и расширяемости, недостаточной надежности, а также неспособностью справляться с экспоненциальным увеличением сетевого трафика. Для повышения эффективности работы локальных сетей требовались новые решения.
Следующим шагом стала разработка стандарта 10Base-T с топологией типа «звезда», в которой каждый узел подключался отдельным кабелем к центральному устройству – концентратору (hub). Концентратор работал на физическом уровне модели OSI и повторял сигналы, поступавшие с одного из его портов на все остальные активные порты, предварительно восстанавливая их. Использование концентраторов позволило повысить надежность сети, т.к. обрыв какого-нибудь кабеля не влек за собой сбой в работе всей сети. Однако, несмотря на то, что использование концентраторов в сети упростило задачи ее управления и сопровождения, среда передачи оставалась разделяемой (все устройства находились в одном домене коллизий). Помимо этого общее количество концентраторов и соединяемых ими сегментов сети было ограничено из-за временных задержек и других причин.
Задача сегментации сети, т.е. разделения пользователей на группы (сегменты) в соответствии с их физическим размещением с целью уменьшения количества клиентов соперничающих за полосу пропускания была решена с помощью устройства, называемого мостом (bridge). Мост был разработан компанией Digital Equipment Corporation (DEC) в начале 1980-х годов и представлял собой устройство канального уровня модели OSI (обычно двухпортовое), предназначенное для объединения сегментов сети. В отличие от концентратора, мост не просто пересылал пакеты данных из одного сегмента в другой, а анализировал и передавал их только в том случае, если такая передача действительно была необходима, то есть адрес рабочей станции назначения принадлежал другому сегменту. Таким образом, мост изолировал трафик одного сегмента от трафика другого, уменьшая домен коллизий и повышая общую производительность сети.
Однако мосты были эффективны лишь до тех пор, пока количество рабочих станций в сегменте оставалось относительно невелико. Как только оно увеличивалось, в сетях
возникала перегрузка (переполнение приемных буферов сетевых устройств), которая приводила к потере пакетов.
Увеличение количества устройств, объединяемых в сети, повышение мощности процессоров рабочих станций, появление мультимедийных приложений и приложений клиент-сервер требовали большей полосы пропускания. В ответ на эти растущие требования фирмой Kalpana в 1990 г. на рынок был выпущен первый коммутатор (switch), получивший название EtherSwitch.
Рис. 1.1. Коммутатор локальной сети
Коммутатор представлял собой многопортовый мост и также функционировал на канальном уровне модели OSI. Основное отличие коммутатора от моста заключалось в том, что он мог устанавливать одновременно несколько соединений между разными парами портов. При передаче кадра через коммутатор в нем создавался отдельный виртуальный (либо реальный, в зависимости от архитектуры) канал, по которому данные пересылались
«напрямую» от порта-источника к порту-получателю с максимально возможной для используемой технологии скоростью. Такой принцип работы получил название микросегментация. Благодаря микросегментации, коммутаторы получили возможность функционировать в режиме полного дуплекса (full duplex), что позволяло каждой рабочей станции одновременно передавать и принимать данные, используя всю полосу пропускания в обоих направлениях. Рабочей станции не приходилось конкурировать за полосу пропускания с другими устройствами, в результате чего не происходили коллизии, и повышалась производительность сети.
В настоящее время коммутаторы являются основным строительным блоком для создания локальных сетей. Современные коммутаторы Ethernet превратились в интеллектуальные устройства со специализированными процессорами для обработки и перенаправления пакетов на высоких скоростях, и реализации таких функций, как организация резервирования и повышения отказоустойчивости сети, агрегирование каналов, создание виртуальных локальных сетей (VLAN), маршрутизация, управление качеством обслуживания (Quality of Service, QoS), обеспечение безопасности и многих других. Также усовершенствовались функции управления коммутаторов, благодаря чему системные администраторы получили удобные средства настройки сетевых параметров, мониторинга и анализа трафика.
С появлением стандарта IEEE 802.3af-2003 PoE, описывающего технологию передачи питания по Ethernet (Power over Ethernet, PoE), разработчики начали выпускать коммутаторы с поддержкой данной технологии, что позволило использовать их в качестве питающих устройств для IP-телефонов, Интернет-камер, беспроводных точек доступа и другого оборудования.
С ростом популярности технологий беспроводного доступа в корпоративных сетях производители оборудования выпустили на рынок унифицированные коммутаторы с поддержкой технологии PoE для питания подключаемых к их портам точек беспроводного доступа и централизованного управления как проводной, так и беспроводной сетью.
Повышение потребностей заказчиков и тенденции рынка стимулируют разработчиков коммутаторов более или менее регулярно расширять аппаратные и функциональные возможности производимых устройств, позволяющие предоставлять в локальных сетях новые услуги, повышать их надежность, управляемость и защищенность.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Локальные вычислительные сети История развития лвс
Работы по созданию ЛВС начались еще в 60-х годах с попытки внести новую технологию в телефонную связь. Эти работы не имели серьезных результатов вследствие дороговизны и низкой надежности электроники. В начале 70-х годов в исследовательском центре компании «Xerox», лабораториях при Кембриджском университете и ряде других организаций было предложено использовать единую цифровую сеть для связи мини-ЭВМ. Использовалась шинная и кольцевая магистрали, данные передавались пакетами со скоростью более 2 Мбит/с.
В конце 70-х годов появились первые коммерческие реализации ЛВС: компания «Prime» представила ЛВС «RingNet», компания «Datapoint» — ЛВС «Attached Resourse Computer» (ARC) с высокоскоростным коаксиальным кабелем. В 1980 году в институте инженеров по электротехнике и электронике IEEE (Institute of Eleсtrical and Eleсtronic Engeneers) организован комитет «802» по стандартизации ЛВС. В дальнейшем темпы развития ускорились, и на сегодняшний день имеется большое количество коммерческих реализаций ЛВС.
Преимущества использования лвс
бъединение персональных компьютеров в виде локальной вычислительной сети дает ряд преимуществ:
- разделение ресурсов, которое позволяет экономно использовать дорогостоящее оборудование, например, лазерные принтеры, со всех присоединенных рабочих станций;
- разделение данных, которое предоставляет возможность доступа и управления базами данных и элементами файловой системы с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации. При этом обеспечивается возможность администрирования доступа пользователей соответственно уровню их компетенции;
- разделение программного обеспечения, которое предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств;
- разделение ресурсов процессора, при котором возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть.
- Общие требования.
- Требования к взаимодействию устройств в сети.
- Информационные требования.
- Требования к надежности и достоверности.
- Специальные требования.
Общие требования
- Выполнение разнообразных функций по передаче данных, включая пересылку файлов, поддержку терминалов (в том числе и скоростных графических), электронную почту, обмен с внешними запоминающими устройствами, обработку сообщений, доступ к файлам и базам данных, передачу речевых сообщений.
- Подключение большого набора «стандартных» и специальных устройств, в том числе больших, малых и ПЭВМ, терминалов, внешних запоминающих устройств, алфавитно-цифровых печатающих устройств, графопостроителей, факсимильных устройств, аппаратуры контроля и управления и другого оборудования.
- Подключение ранее разработанных и перспективных устройств с различными программными средствами, архитектурой, принципами работы.
- Доставка пакетов адресату с высокой достоверностью, с обеспечением виртуальных соединений (сеансов) и поддержкой датаграммной службы.
- Обеспечение непосредственной взаимосвязи между подключенными устройствами без промежуточного накопления и хранения информации (возможны промежуточные функции преобразования потоков или функции регистрации потока).
- Простота монтажа, модификации и расширения сети, подключение новых устройств и отключение прежних без нарушения работы сети длительностью более 1 с, информирование всех устройств сети об изменении ее состава.
- Поддержка в рамках одной ЛВС не менее 200 устройств с охватом территории не менее 2 км.
История развитие локальных сетей.
Причина появления сети связана с необходимостью передачи информации на небольшие расстояния в рамках отдельной группы лиц.
Локальная сеть – это средство, которое позволяет объединять вычислительные узлы или персональные компьютеры в единое информационное пространство. Единое информационное пространство позволяет хранить данные в актуальном виде и передавать на коммутаторы и концентраторы для передачи информации в другие подсети.
Восемнадцатый век представлял собой механические системы, которые позволяли усовершенствовать труд человека при выполнении типовых ситуаций.
Девятнадцатый век связан с развитием паровых машин и с развитием инфраструктуры производства.
Двадцатый век послужил тенденцией применения агрегатов и машин совместно для выполнения единой задачи. Соответственно стали развивать технологии сбора данных, передачи данных, обработки и хранения информации. Он ознаменован телефонной сетью всемирного масштаба, телевизионные сети, радиосеть, развитие вычислительной техники быстрыми темпами, появляется спутниковая связь.
Двадцать первый век. Основное направление беспроводные средства связи. Развиваются средства без физического проводника. Появление мини локальных сетей. Применение технологий Wi-Fi для промышленных целей, связано с разработкой единого информационного пространства для всех сфер деятельности. Развитие модели реального мира, как части модели интеллектуального здания.
Для нашего курса сети ЭВМ – это множество соединенных между собой автономных персональных компьютеров. Сети ЭВМ строятся по децентрализованному принципу и иногда объединяются с сетями другими с помощью централизованного узла называемого – сервером.
— передача данных между сетями;
— биллинг (учет затрат или ресурсов);
— другие вспомогательные функции.
Но этот узел не служит узлом управления LAN.
Распределенная система – это система, которая решает локальную задачу в рамках общей информационной системы и обладает свойствами гетерогенности вычислительных узлов или системы, взаимозаменяемости и декомпозиции функций.
Применение сетей эвм.
I. Сети применяются для построения сетей организации.
разделение и управление ресурсами предприятия;
повышение надежности предприятия, функционирование за счет дублирования информационных ресурсов;
повышение экономической эффективности за счет гибкой организации работ информационных сетей;
появление средства общения связи с возможностью документационного формирования материалов, возможность подготовки персонала, специалистов.
II. Для индивидуальных пользователей:
доступ к удаленной информации:
— рефераты и справочная информация.