Тема разновидности компьютерных сетей

Виды компьютерных сетей

Компьютерные сети в зависимости от территории, ими охватываемой, подразделяются на:

локальные (ЛВС или LAN — Local Area Network);
региональные (РВС или MAN — Metropolitan Area Network);
глобальные (ГВС или WAN — Wide Area Network).

Локальной называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом расстоянии друг от друга. Обычно ЛВС «привязана» к конкретному объекту, различают локальные сети предприятий, фирм, банков, офисов и т. д. ЛВС могут использовать и технологии глобальной сети Интернет, входить в состав корпоративной сети. Региональные сети связывают абонентов города, района, области или даже небольшой страны. Обычно расстояния между абонентами региональной КС составляют десятки — сотни километров. Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных друг от друга на значительное расстояние, часто находящихся в различных странах или на разных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, систем радиосвязи и даже спутниковой связи. Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, эффективные системы обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. 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. Именно такая структура принята в наиболее известной и популярной сейчас всемирной суперглобальной информационной сети Интернет. По принципу организации передачи данных сети можно разделить на две группы:

последовательные;
широковещательные.

В последовательных сетях передача данных выполняется последовательно от одного узла к другому и каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практически все глобальные, региональные и многие локальные сети относятся к этому типу. В широковещательных сетях в каждый момент времени передачу может вести только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию. К такому типу сетей относится значительная часть ЛВС, использующая один общий канал связи (моноканал) или одно общее пассивное коммутирующее устройство. По геометрии построения (топологии) КС могут быть:

шинные (линейные, bus);
кольцевые (петлевые, ring);
радиальные (звездообразные, star);
распределенные радиальные (сотовые, cellular);
иерархические (древовидные, hierarchy);
полносвязные (сетка, mesh);
смешанные (гибридные).

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал передачи данных, к которому все узлы подсоединены через интерфейсные платы посредством относительно коротких соединительных линий. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не ретранслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Шинная топология — одна из наиболее простых топологий. Такую сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам; она устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов. Сеть шинной топологии применяют широко известная сеть Ethernet, и организованная на ее адаптерах сеть Novell NetWare, очень часто используемая в офисах, например. Условно такую сеть можно изобразить, как показано на рис. 16.2. В сети с кольцевой топологией все узлы соединены в единую замкнутую петлю (кольцо) каналами связи. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу и каждый узел ретранслирует посланное сообщение. В каждом узле для этого имеются свои интерфейсная и приемо-передающая аппаратура, позволяющая управлять прохождением данных в сети. Передача данных по кольцу с целью упрощения приемо-передающей аппаратуры выполняется только в одном направлении. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения. Рис. 16.2. Сеть с шинной топологиейВвиду своей гибкости и надежности работы, сети с кольцевой топологией получили также широкое распространение на практике (например, сеть Token Ring). Условная структура такой сети показана на рис. 16.3. Основу последовательной сети с радиальной топологией составляет специальный компьютер — сервер, к которому подсоединяются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети. По своей структуре такая сеть, по существу, является аналогом системы телеобработки, у которой все абонентские пункты являются интеллектуальными (содержат в своем составе компьютер). Рис. 16.3. Сеть с кольцевой топологиейВ качестве недостатков такой сети можно отметить:

большую загруженность центральной аппаратуры;
полную потерю работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры;
большую протяженность линий связи;
отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации.

Последовательные радиальные сети используются в офисах с явно выраженным централизованным управлением. Но используются и широковещательные радиальные сети с пассивным центром — вместо центрального сервера в таких сетях устанавливается коммутирующее устройство, обычно концентратор, обеспечивающий подключение одного передающего канала сразу ко всем остальным. Рис.16.4. Сеть с радиальной топологиейВ общем случае топологию многосвязной компьютерной сети можно представить на примере топологии «сетка» в следующем виде — рис. 16.5: Рис. 16.5. Обобщенная структура компьютерной сети В структуре сети можно выделить коммуникационную и абонентскую подсети. Коммуникационная подсеть является ядром вычислительной сети, связывающим рабочие станции и серверы сети друг с другом. Звенья коммуникационной подсети (в данном случае — узлы коммутации) связаны между собой магистральными каналами связи, обладающими высокой пропускной способностью. В больших сетях коммуникационную подсеть часто называют сетью передачи данных. Звенья абонентской подсети (хост-компьютеры, серверы, рабочие станции) подключаются к узлам коммутации абонентскими каналами связи — обычно это среднескоростные телефонные каналы связи. В зависимости от используемой коммуникационной среды сети делятся на сети с моноканалом, иерархические, полносвязные сети и сети со смешанной топологией.

В сетях с моноканалом данные могут следовать только по одному и тому же пути; в них доступ абонентов к информации осуществляется на основе селекции (выбора) передаваемых кадров или пакетов данных по адресной части последних. Все пакеты доступны всем пользователям сети, но «вскрыть» пакет может только тот абонент, чей адрес в пакете указан.
Иерархические, полносвязные и сети со смешанной топологией в процессе передачи данных требуют маршрутизации последней, то есть выбора в каждом узле пути дальнейшего движения информации. Правда, альтернативная неоднозначная маршрутизация выполняется только в сетях, имеющих замкнутые контуры каналов связи (ячеистую структуру). Такие сети называются сетями с маршрутизацией информации.

Источник

Тема 21. Разновидности компьютерных сетей

Компьютерные сети классифицируют в основном по территории, охватываемые ими на: • локальные ( LAN – Local Area Network ); • глобальные ( WAN – Wide Area Network ). Локальная сеть обычно объединяет компьютеры в пределах одного здания или нескольких близко стоящих зданий для предоставления пользователям доступа к информационным услугам локальных серверов и для централизованного доступа этих компьютеров в глобальную компьютерную сеть. Основными технологиями локальных сетей ан сегодняшний день являются: Ethernet ( Fast Ethernet (до 100 Мбит/с), Gigabit Ethernet (до 1000 Мбит/с) и 10 G — Ethernet (до 10000 Мбит/с)), Token Ring , FDDI . Сразу отметим, что преобладающими являются на сегодня технологии семейства Ethernet / Локальные сети в основном строятся по топологиям: «звезда», «общая шина» ( Ethernet ) и «кольцо» ( Token Ring , FDDI ). Для передачи информации в них используется принцип разделяемой среды, то есть в каждый конкретный момент времени передачу информации осуществляет только один элемент сети. В качестве среды распространения сигнала используются: • коаксиальный кабель; • кабель «витая пара»; • оптоволоконный кабель; • радиосреда. Наиболее распространённой является схема соединения компьютеров в сеть через концентратор (стандарт 10 Base-T ) (рис. 21.1).

Концентратор

2	2	2
1	1	1

Рис. 21.1. Структура локальной сети (стандарт 10 Base-T ): 1 – персональные компьютеры; 2 – сетевые адаптеры; 3 – кабели «витая пара» Сетевой адаптер обычно встраивается в системный блок ПК и служит для согласования внутреннего интерфейса ПК с интерфейсом канала связи. Концентратор обеспечивает возможность физического соединения элементов в «звезду», а также улучшает характеристики сигналов. Важным недостатком разделяемой среды является её плохая масштабируемость. Иными словами, при увеличении количества элементов сети скорость передачи информации значительно снижается. Решается эта проблема в случае необходимости объединения большого числа компьютеров за счёт использования коммутируемых локальных сетей. Суть коммутируемой локальной сети заключается в сегментировании единой разделяемой среды на несколько частей и объединении этих частей с помощью специального устройства – моста или коммутатора (рис. 21.2) Коммутатор (мост)

Разделяемая	Разделяемая	Разделяемая
среда 1	среда 2	среда 3

Рис. 21.2. Коммутируемая локальная сеть Коммутатор отличается от моста тем, что в нём для каждого выходного порта есть свой отдельный процессор, за счёт чего он работает более эффективно. Глобальные сети , как правило, предназначены для передачи информации на большие расстояния (сотни и тысячи километров). Очевидно, что в таких случаях строительство специальных линий связи было бы невыгодным, поэтому глобальные сети в основном используют для передачи информации существующие сети телекоммуникации. По сравнению с локальными в глобальных сетях скорости передачи ниже, а площадь охвата больше. Наиболее известными технологиями глобальных сетей являются X .25, ATM , Frame Relay . 86

Всемирная компьютерная сеть Internet Отдельно следует упомянуть сеть Internet . По сути Internet – это сеть сетей. Она объединяет в себе локальные и глобальные сети самых различных технологий. Важным событием, предопределившим главенство Internet над другими сетями, стало изобретение в 1991 году гипертекстовой службы WWW ( World Wide Web – всемирная паутина), благодаря чему значительно упростился доступ к информации самого разного вида, расположенной на компьютерах в разных концах Земного шара. Основные функции сети Internet : информационная – оперативное получение опубликованной информации; коммуникационная – с помощью средств интерактивного общения пользователей, удалённых друг от друга на тысячи километров; рекламная – возможность размещения рекламы; совещательная – возможность обсуждения важных вопросов с коллегами со всего мира; развлекательная – на Internet -серверах находится множество мультимедийной информации; компьютерная – возможность приобретения компьютерных программ через Internet . Чётко выделить структуру сети Internet достаточно сложно. Она состоит из множества локальных, глобальных сетей, а также индивидуальных компьютеров по всему миру. Очевидно, что конфигурация сети будет достаточно запутанной. Единого управления в Internet не существует, есть лишь ряд органов, координирующих общие стандарты сети. Доступ в сеть Internet обеспечивают так называемые поставщики услуг Internet ( ISP – Internet Service Provider ). Они, в свою очередь, бывают двух видов: магистральные ; региональные . Магистральные ISP являются аналогом транснациональных операторов связи. Они имеют высокоскоростные линии связи, которые соединяют между собой страны и континенты. Региональные ISP действуют в рамках конкретного региона, заключив договора с одним из магистральных ISP и несколькими региональными и настроив своё коммутационное оборудование соответствующим образом. Доступ обычных пользователей, небольших локальных сетей и корпоративных клиентов в Internet осуществляется через ISP на коммерческой основе. Следует отметить, что стоимость услуг доступа в сеть Internet в настоящее время сравнительно невысока. Таким образом, с уверенностью можно сказать, что в ближайшее время область задач, решаемых при помощи сети Internet , будет продолжать увеличиваться. В связи с общемировой тенденцией к интегрированию различных услуг Всемирная сеть Internet уже достаточно скоро может стать единой инфокоммуникационной сетью, которая будет предоставлять пользователям по всему миру все известные коммуникационные и информационные услуги. 87

Источник