Структуры и типы компьютерных сетей

Типы компьютерных сетей

Сеть – соединение между двумя или более компьютерами, позволяющее им разделять ресурсы. Здесь под ресурсами понимаются хранящиеся в компьютере файлы или подключенные к нему устройства (принтеры, модемы и т.п.).

Хотя, большинство сетей значительно сложнее, все они базируются на принципе предоставления ресурсов в совместное пользование.

Компьютеры могут соединяться друг с другом непосредственно, используя спец. сетевой кабель, либо через промежуточные коммуникационные узлы связи. Компьютер, подключенный к сети называют рабочей станцией, а компьютер, предназначенный для работе с сетью и концентрации данных наз. сервером. Для классификации комп. Сетей можно использовать различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, т.е. по величине территории, которую покрывает сеть. Это объясняется значительным отличием технологии глобальных и локальных сетей, не смотря на их постоянное сближение.

К локальным вычислительных сетям – ЛВС (Local Area Network — LAN) относят сети компьютеров, сосредоточенные на не большой территории (обычно в радиусе до 2км). В общем случае, ЛВС представляет из себя коммуникационную систему, принадлежащую одному предприятию. Относительно небольшие расстояния в ЛВС дают возможность использовать относительно дорогие высококачественные линии связи: на первых парах построения ЛВС использовались коаксиальные типы кабелей (тонкий и толстый коаксиальный кабель), различные типы кабелей вида «витая пара» (как экранированные, так и не экранированные), оптоволоконные кабели (как одномодовые, так и многомодовые). Использование этих кабелей обеспечивает низкий уровень ошибок и высокую скорость передачи данных по линиям связи (в зависимости от сетевого кабеляи и метода доступа к данным, который определяется используемой технологией ЛВС). Эта скорость находится в диапазоне от 10Мбит/с до 1000Мбит/с и более.

Глобальные вычислительные сети – ГВС (Wide Area Network — WAN) объединяет территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Поскольку прокладка высококачественных линий связи обходится очень дорого, в ГВС используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные для других целей. Например, часто ГВС строят на основе телефонных/телеграфных линий общего назначений, спутниковой связи и наземных микроволновых систем.

Региональная вычислительная сеть – РВС (Metropolitan Area Network — MAN) является менее распространенным типом сетей. Они появились сравнительно недавно и предназначены для обслуживания крупного города (мегаполиса). В то время, как ЛВС наилучшим образом подходит для разделения ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а ГВС обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью и не богатым набором услуг, сети мегаполисов (РВС) занимают промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи (часто оптоволоконные) и в основном предназначены для связи множества ЛВС в масштабах города. РВС изначально разрабатывались для передачи данных, однако в наше время данные сети поддерживают и такие услуги как видеоконференции, интегральная передача голоса и текста. Сети мегаполисов являются общественными сетями, поэтому их услуги обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

Еще одним популярным способом классификации сетей является классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. По этому признаку различают:

Сети отделов – сети, используемые небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе или лаборатории предприятия. Эти сотрудники решают общие задачи, например: ведут бухгалтерский учет или занимаются маркетингом. Главной задачей сети отдела является разделение локальных ресурсов: приложение, данные, принтеры, модемы и т.д. Обычно сети отделов имеют один или два сервера и не более 30 рабочих станций. Обычно сети отделов не разделяются на подсети. В этих сетях локализуется большая часть траффика предприятия.

Примечание: Трафик – характеристика нагрузки коммутационной линии. В компьютерной технике – состояние обмена информацией между компьютерами. Выражение «трафик 100Мбайт/сутки» обозначает состояние, при котором за фиксированный промежуток времени (сутки) по данной линии, соединяющей друг с другом два компьютера было передано 100Мбайт информации.

Сети отделов обычно создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии LAN (до недавнего времени Ethernet, в настоящее время это Fast Ethernet или Gigabit Ethernet и т.д.). Для такой сети характерен один или максимум – 2 типа сетевых операционных систем (Windows Server 2008 или Linux Server). Задачи управления сетью на уровне отдела достаточно просты: добавление новых пользователей, устранение простых отказов, установка (с настройкой) новых узлов сети (рабочих станций), инсталляция новых версий ПО.

Сети кампусов от англ. Campus – студгородок, именно на территории студгородков возникала необходимость объединения нескольких маленьких сетей в одну большую сеть. Сейчас это название никак не связывают со студгородками, а используют для обозначения сетей любых предприятий. К особенностям сетей кампусов можно отнести:

1. Сети этого типа объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающих площадь нескольких кв. км.
2. Глобальные соединения в сетях кампусов не используются.
3. Службы сети кампуса включают взаимодействие между сетями, доступ к базам данных предприятия, доступ к общим высокоскоростным модемам, принтерам и т.п.
4. На уровне сети кампуса возникают проблемы гетерогенности – интеграции неоднородного как аппаратного, так и программного обеспечений. Эта проблема возникает по тому, что типы компьютеров, сетевых ОС, сетевого аппаратного обеспечения могут отличаться в разных отделах.

Корпоративные сети называют так же сетями масштаба предприятия, что соответствует дословному переводу термина «Enterprise-wide networks». Этот термин используется в англоязычной литературе для обозначения данного типа сетей. Для корпоративной сети характерны:

1. Масштабность – тысячи рабочих станций, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений.
2. Высокая степень гетерогенности – типы компьютеров, коммуникационно-сетевое оборудование, ОС-мы и их приложения различны.
3. Использование глобальных связей – сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, включая, например, телефонные или радиоканалы, спутниковую связь.

Источник

Компьютерные сети и их классификация

Компьютерная сеть (Computer NetWork) – это совокупность компьютеров и других устройств, соединенных линиями связи и обменивающихся информацией между собой в соответствии с определенными правилами – протоколом.

Протокол играет очень важную роль, поскольку недостаточно только соединить компьютеры линиями связи. Нужно еще добиться того, чтобы они «понимали» друг друга.

Основная цель сети – обеспечить пользователей потенциальную возможность совместного использования ресурсов сети. Ресурсами сети называют информацию, программы и аппаратные средства.

Преимущества работы в сети:

• Разделение дорогостоящих ресурсов – совместное использование периферийных устройств (лучше и дешевле купить один дорогой, но хороший и быстродействующий принтер и использовать его как сетевой чем к каждому компьютеру покупать дешевые, но плохие принтеры), разделение вычислительных ресурсов (возможность использования удаленного запуска программ).
• Совершенствование коммуникаций (доступ к удаленным БД, обмен информации)
• улучшение доступа к информации
• свобода в территориальном размещении компьютеров

В зависимости от среды передачи данных линии связи разделяются на:

• Витая пара (экранированная и неэкранированная)
• Коаксиальный кабель
• Оптоволоконный

• Wi-Fi
• IrDa

Классификации сетей:

• глобальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов человечества и организации доступа к этим ресурсам;
• региональные — вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов большого города, экономического региона, отдельной страны;
• локальные — вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. К классу локальных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, офисов и т. д.

По топологии физических связей – по способу соединения компьютеров между собой

Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (а иногда и другое оборудование), а ребрами — физические связи между ними.

	Полносвязная топология – каждый компьютер связан со всеми остальными. Громоздкий и неэффективный вариант, т.к. каждый компьютер должен иметь большое кол-во коммуникационных портов.
	Ячеистая топология – получается из полносвязной путем удаления некоторых связей. Непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными. Даная топология характерна для глобальных сетей
	Общая шина – до недавнего времени самая распространенная топология для локальных сетей. Компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю. Дешевый и простой способ, недостатки – низкая надежность. Дефект кабеля парализует всю сеть. Дефект коаксиального разъема редкостью не является
	Кольцевая топология – данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, если компьютер распознает данные как свои, он копирует их себе во внутренний буфер.
	Топология Звезда – каждый компьютер отдельным кабелем подключается к общему устройству – концентрат (хаб). Главное преимущество перед общей шиной – большая надежность. Недостаток – высокая стоимость оборудования и ограниченное кол-во узлов в сети (т.к. концентрат имеет ограниченное число портов)
	Иерархическая Звезда (древовидная топология, снежинка) – топология типа звезды, но используется несколько концентратов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Самый распространенный способ связей как в локальных сетях, так и в глобальных.

Выбор топологии электрических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, Наличие резервных связей повышает надежность сети. Базовые требования компьютерных сетей:

• открытость — возможность включения дополнительных компьютеров, терминалов, узлов и линий связи без изменения технических и программных средств существующих компонентов;
• живучесть — сохранение работоспособности при изменении структуры;
• адаптивность — допустимость изменения типов компьютеров, терминалов, линий связи, операционных систем;
• эффективность — обеспечение требуемого качества обслуживания пользователей при минимальных затратах;
• безопасность информации. Безопасность — это способность сети обеспечить защиту информации от несанкционированного доступа.

Базовые принципы организации компьютерной сети:

• операционные возможности — перечень основных действий по обработке данных. Абоненты сети имеют возможность использовать память и процессоры многих компьютеров для хранения и обработки данных;
• производительность — представляет собой суммарную производительность компьютеров, участвующих в решении задачи пользователя;
• время доставки сообщений — определяется как статистическое среднее время от момента передачи сообщения в сеть до момента получения сообщения адресатом;
• стоимость предоставляемых услуг.

Источник