16. Локальные и глобальные сети. Основные характеристики и отличия. Структура крупных локальных и глобальных сетей.
Локальные сети — Local Area Networks (LAN) (или Локальные вычислительные сети (ЛВС)) — сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км) объединенные одним или несколькими высокоскоростными каналами передачи данных (порядка 100 Мбит/с),. в общем случае локальная сеть это коммуникационная система, принадлежащая одной организации.
Предоставляемые услуги отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.
Глобальные сети (ГС) — Wide Area Networks (WAN) — объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. В глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, (телефон – телеграф). Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставляемых услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.
Отличия локальных сетей от глобальных (коротко) Подробно –см. на обороте
• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи.
• Сложность методов передачи и оборудования.
• Скорость обмена данными. ЛС (10,16и100 Мбит/с) ГС (2400,9600,28800,33600 бит/с),
• Разнообразие услуг. ЛС – широкие, ГС — ограниченные (почта)
• Оперативность выполнения запросов. ЛС – неск. мсек, режим on-line ГС – неск. сек.
• Разделение каналов. В ЛС совместно сразу неск. узлами сети, а в ГС — индивидуально.
• Использование метода коммутации пакетов. В ЛС — применяется (неравн. нагрузка) В ГС – в осн. метод коммутации каналов,
• Масштабируемость. ЛС – плохая, ГС – хорошая.
Структура крупных локальных и глобальных сетей
Классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах к-рого действует сеть:
Рис. 1.33. Пример корпоративной сети
сети отделов, (небольшая группа сотрудников/ разделение локальных ресурсов)
• сети кампусов (мн-во сетей разл. отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории)
• корпоративные сети объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отд. предприятия. Они могут быть сложно связаны и покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и комп-ов может измеряться тысячами, а число серверов — сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что необходимо использование глобальных связей.
Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в (телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь). Корпоративную сеть можно представить в виде «островков локальных сетей», плавающих в телекоммуникационной среде
Для такой сложной и крупномасштабной сети как корпоративная сеть характерно:
Рис. 1.31. Пример сети масштаба отдела
масштабность — тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;
o высокая степень гетерогенности — типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений различны;
o использование глобальных связей — сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.
Отличия локальных сетей от глобальных (подробно)
• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. ЛВС отличается от ГС небольшим расстоянием между узлами сети. Это делает возможным использование в ЛВС качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных ГС, В ГС часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.
• Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физ. каналов в ГС требуются более сложные, чем в ЛС, методы передачи данных и оборудование. Так, в ГС широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные передачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в ЛС позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.
• Скорость обмена данными. Скорость высокоскоростных каналов ЛС (10,16и100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера — дисков, внутренних шин обмена данными и т. п. Для ГС типичны гораздо более низкие скорости передачи данных — 2400,9600,28800,33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах — до 2 Мбит/с.
• Разнообразие услуг. ЛС сети предоставляют широкий набор услуг — это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как ГС в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями — передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.
• Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через ЛС обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через ГС может достигать нескольких секунд. Низкая скорость передачи данных в ГС затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для ЛС.
• Разделение каналов. В ЛС каналы связи используются, как правило, совместно сразу несколькими узлами сети, а в ГС — индивидуально.
• Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью ЛС является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этого в ЛС для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В ГС метод коммутации пакетов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммутации каналов, а также некоммутируемые каналы — как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.
• Масштабируемость. «Классические» локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями
Разница между глобальной и локальной сетью
В 2016 году каждый второй человек в мире пользовался Интернетом: из 7,34 млрд жителей 3,67 млрд имели доступ к глобальной сети. В России она охватила 70 % населения, и масштаб может только увеличиваться, правда, за счет роста уровня компьютерной грамотности старшего поколения (от 50 лет). 97 % российских граждан молодого возраста регулярно подключаются к Интернету и стали забывать, чем отличается глобальная сеть от локальной и как используется последняя.
Определение
Глобальная вычислительная сеть (WAN) включает бесконечное множество узлов и охватывает неограниченное количество территорий (обычно говорят обо всей планете). Практически для всех пользователей ПК единственной такой сетью является Интернет.
Локальная вычислительная сеть (LAN) объединяет несколько компьютеров внутри одной или нескольких организаций или территориальных зон на небольшом расстоянии друг от друга. Исключение составляет сеть орбитальных станций – там расстояние может достигать нескольких тысяч километров.
Расцвет домашних локальных сетей в России пришелся на годы дорогого доступа к WAN по телефонным линиям связи (модемы 56 Кбит/с – помните?). Сегодня так издеваются над пользователем только мобильные операторы, если он превысил лимит трафика. Правда, контент в Интернете был существенно «легче», да и было его гораздо меньше. Домашних компьютеров появилось уже много, поэтому их объединяли в локальные сети физически – пробросом кабелей витой пары, патч-кордов. Несколько рядом стоящих многоквартирных домов опутывали «локалкой», и их жители могли общаться, обмениваться файлами и играть беспрепятственно и бесплатно.
Нынешний относительно дешевый доступ в Интернет и практически полный охват городской застройки провайдерами сделали проводные локальные домашние сети игрушкой для гиков. Беспроводные же живут обычно в стенах одной квартиры и служат для быстрого обмена файлами между устройствами, коих у любого человека сегодня много: ПК, ноутбук, телевизор, смартфон, планшет и т. д.
Корпоративные же локальные сети, созданные для связи внутри определенной организации и ограниченные территориально, используются не менее активно. В первую очередь они обеспечивают безопасность информации, оптимизируют управление и помогают автоматизации производства.
Сравнение
Основное отличие глобальной сети от локальной, как видно уже из терминологии, – в территориальной протяженности. LAN всегда ограничены, хотя их можно значительно расширять, WAN же обеспечивает доступ одного узла к другому независимо от их месторасположения.
Естественно, относительно небольшие масштабы локальных сетей позволяют использовать для их постройки качественные кабели, гарантирующие высокую скорость передачи данных. Глобальная сеть тоже основывается на оптоволокне, но на гораздо меньшем количестве участков. Где-то приходится применять уже проложенные телефонные линии, где-то – беспроводные технологии. Риск потери в WAN из-за этого выше, поэтому для защиты используются иные методы передачи данных. Скорость доставки пакета в локальной сети может быть в сотни раз больше, чем в глобальной.
Количество узлов в локальной сети жестко ограничено, а сама сеть имеет определенную топологию. Глобальная сеть, в том числе Интернет, число пользователей не регулирует. И в той и в другой каждое устройство получает собственный уникальный IP-адрес. В LAN он называется частным и имеет вид 10.0.0.0 – 10.255.255.255, 172.16.0.0 – 172.31.255.255, 192.168.0.0 – 192.168.255.255, в сетях IPv6 – fc00::/7. Все остальные IP-адреса – внешние, которые присваиваются устройству для доступа в Интернет. Их назначает провайдер, иногда для нескольких клиентов.
Функциональные возможности LAN включают не только обмен данными, но и управление инфраструктурой объекта: печать, факсимильные и текстовые сообщения, доступ к базам данных. В глобальной сети происходит только передача пакетов.
В чем разница между глобальной и локальной сетью с экономической точки зрения? Подключение к WAN дешевле, чем построение собственной, особенно масштабной, LAN. Домашний вариант малой локальной сети потребует лишь расходов на кабели и возможный апгрейд узлов, тогда как за доступ в Интернет придется платить провайдерам. Зато они сами обслуживают свое оборудование. В то же время любая местная сеть принадлежит кому-то: соседу, группе соседей, предприятию, библиотеке, городской администрации. Соответственно, владелец может устанавливать свои правила. Глобальная сеть – проект общедоступный, не имеет хозяев в принципе, и в ее создании, расширении, управлении принимает участие каждый узел на равных правах.
Стоит упомянуть о том, что границы между локальными и глобальными сетями сглаживаются за счет комбинированного их использования. Современная стандартная схема такова: одно устройство получает доступ к Интернету (часто это роутер) и раздает его на другие устройства, объединенные в локальную сеть. Это позволяет пользоваться преимуществами «локалки» в процессе обмена файлами.
Таблица
| Глобальная сеть | Локальная сеть |
| Включает неограниченное количество узлов | Ограничивает количество пользователей |
| Охватывает огромные территории | Имеет небольшой масштаб и протяженность максимум несколько километров |
| Обеспечивает невысокую и нестабильную скорость передачи данных | Позволяет получать пакеты данных на максимально высокой скорости без потерь |
| Для каждого устройства назначается внешний уникальный IP-адрес | Назначается частный IP-адрес, уникальный для каждого устройства внутри этой сети |
| Использует уже проложенные кабели связи, в том числе и телефонные | Использует новые кабели связи |
| Не принадлежит никому, каждый участник равноправен | Всегда имеет владельца |
/rating_on.png)
/rating_half.png)
(3 оценок, среднее: 4,33 из 5)