1.2. Обобщенная структура компьютерной сети
Компьютерные сети являются высшей формой многомашинных ассоциаций. Выделим основные отличия компьютерной сети от многомашинного вычислительного комплекса.
Первое отличие — размерность. В состав многомашинного вычислительного комплекса входят обычно две, максимум три ЭВМ, расположенные преимущественно в одном помещении. Вычислительная сеть может состоять из десятков и даже сотен ЭВМ, расположенных на расстоянии друг от друга от нескольких метров до десятков, сотен и даже тысяч километров.
Второе отличие — разделение функций между ЭВМ. Если в многомашинном вычислительном комплексе функции обработки данных, передачи данных и управления системой могут быть реализованы в одной ЭВМ, то в вычислительных сетях эти функции распределены между различными ЭВМ.
Третье отличие — необходимость решения в сети задачи маршрутизации сообщений. Сообщение от одной ЭВМ к другой в сети может быть передано по различным маршрутам в зависимости от состояния каналов связи, соединяющих ЭВМ друг с другом.
Объединение в один комплекс средств вычислительной техники, аппаратуры связи и каналов передачи данных предъявляет специфические требования со стороны каждого элемента многомашинной ассоциации, а также требует формирования специальной терминологии.
Абоненты сети ‑ объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети.
Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции.
Станция — аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации.
Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.
Физическая передающая среда — линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.
Такой подход позволяет рассматривать любую компьютерную сеть как совокупность абонентских систем и коммуникационной сети. Обобщенная структура компьютерной сети приведена на рис. 3.
Рис. 3. Обобщенная структура компьютерной сети.
1.3. Классификация вычислительных сетей
В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:
- глобальные сети (WAN — Wide Area Network);
- региональные сети (MAN — Metropolitan Area Network);
- локальные сети (LAN — Local Area Network).
Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.
Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки — сотни километров.
Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 — 2,5 км.
Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис. 4 приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети — объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.
Рис. 4. Иерархия компьютерных сетей
Компьютерная сеть Internet является наиболее популярной глобальной сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей. Внутри каждой сети, входящей в Internet, существуют конкретная структура связи и определенная дисциплина управления.
Персональные компьютеры, ставшие в настоящее время непременным элементом любой системы управления, привели к буму в области создания локальных вычислительных сетей. Это, в свою очередь, вызвало необходимость в разработке новых информационных технологий.
Практика применения персональных компьютеров в различных отраслях науки, техники и производства показала, что наибольшую эффективность от внедрения вычислительной техники обеспечивают не отдельные автономные ПК, а локальные вычислительные сети.
12.1 Обобщённая структура компьютерных сетей
Согласно /25, 28/, компьютерная сеть(КС) – это система распределённой обработки информации, состоящая из территориально рассредоточенных компьютеров и телекоммуникационного оборудования, взаимодействующих между собой с помощью средств связи. Основным назначением КС является предоставление большому числу пользователей доступа к её вычислительным ресурсам. В соответствии с /28/, все компьютеры КС по функциональному назначению можно разделить на 3 группы: 1) Абонентские системы– компьютеры, ориентированные на работу в сети и обеспечивающие конечным пользователям доступ к её вычислительным ресурсам (файлам, дискам, ПУ и т.п.), а также программный (ПО, реализующее сетевые функции в абонентской системе) и аппаратный ( сетевой адаптер) интерфейсы. 2) Коммутационные системы(узлы коммутации–УК) — специализированные компьютеры или устройства, обеспечивающие организацию составных каналов передачи данных между абонентскими системами. УК во многом определяют архитектуру КС и характер её функционирования. 3) Главные системы(серверы) – специальные компьютеры, выполняющие основные сервисные функции в сети: управление сетью, сбор, хранение, обработку и предоставление информации абонентам КС. В свою очередь, в зависимости от выполняемых функций также можно выделить несколько видов серверов. Например,файл-сервер – это сетевой компьютер, осуществляющий операции по хранению, обработке и предоставлению файлов информации абонентам сети по их запросам. Компьютер, обеспечивающий абонентским системам эффективный доступ к КС, называетсясервером доступа. Управление КС (контроль доступа в сеть, проверка оборудования, управление передачей данных и т.п.) осуществляетсервер сети. На основе вышесказанного обобщённую структуру КС можно представить следующим образом (Рисунок 12.1) /28/: Рисунок 12.1 – Обобщённая структура КС Совокупность узлов коммутации и каналов передачи данных образуют сеть передачи данных(коммуникационную сеть). Каналы передачи данных состоят, в свою очередь, из линий связи и аппаратуры передачи данных, которая территориально, как правило, располагается в УК, абонентских системах или серверах. Абонентские системы могут подключаться к сети либо непосредственно в УК, либо через сервер доступа в сеть. В случае непосредственного подключения абонентских систем к КС функции сопряжения реализуются самим и абонентскими системами. Сервер доступа целесообразно использовать для коллективного подключения абонентов к сети. Управление КС может осуществляться децентрализовано, когда управляющие функции распределяются между несколькими серверами, так и централизованно, когда работой сети управляет специально выделенной для этого сервер – сервер сети (как показано на рисунке 12.1). Кроме того, отдельные сети могут объединяться между собой в более большие сети – сети сетей. В этом случае для обеспечения соединения и согласованной работы отдельных подсетей между собой используются специальные межсетевые устройства –шлюзы. Использование ВМ (компьютеров) в составе сети обеспечивает дополнительные возможности информационного обслуживания пользователей и позволяет наиболее дорогие ресурсы использовать коллективно /2/. КС очень разнообразны по своим функциональным возможностям, назначению, составу оборудования, ПО, вследствие чего их целесообразно классифицировать по ряду признаков.
Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу: