Классификация по скорости передачи данных
По иерархической организации различают одноранговые сети и сети с выделенным сервером.
В одноранговой сети все компьютеры являются равноправными, то есть имеют одинаковый ранг.
В сети с выделенным сервером один или более компьютеров выполняют дополнительные функции по предоставлению услуг остальным компьютерам сети. Это могут быть услуги по хранению и выдаче файлов (файловый сервер), распространению электронной почты (почтовый сервер) и другие. Если сервер только хранит файлы и передает их клиентам, а клиенты полностью осуществляют обработку данных, то такую конфигурацию принято называть файл-серверной. Второй тип конфигурации — клиент-серверная. В этом случае обработка данных ведется и на клиентской, и на серверной частях (выборка данных и некоторые расчеты). В клиент-серверной архитектуре работает большинство современных серверов управления базами данных.
Топология компьютерных сетей
Топологией сети обычно называют схему сетевых соединений на физическом уровне, определяющую, как компьютеры соединяются один с другим и по каким маршрутам могут передаваться данные. По топологии компьютерные сети можно разделить следующим образом: общая шина, звезда, дерево, кольцо, смешанная топология. Есть еще один тип топологии, который применяется крайне редко, в случаях, когда от сети требуется исключительная надежность. Эта топология называется полносвязной.
Полносвязная топология
 |
| Рис. 13.4.Пример полносвязной топологии |
В случае полносвязной топологии каждый компьютер сети связан с каждым компьютером отдельным дуплексным (двусторонним) физическим каналом связи (рис. 13.4).
Глава 13. Основы построения компьютерных сетей
Обратите внимание, что при всей простоте принципа построения такой сети даже на рисунке видно, как много связей приходится устанавливать между компьютерами, причем добавление каждого компьютера в полносвязную сеть увеличивает количество связей на число, равное числу компьютеров в сети. Если представить себе организацию с числом компьютеров 100, при условии, что компьютеры расположены в разных помещениях на разных этажах, то даже просто начертить полносвязную топологию на листе бумаги уже будет трудно, а уж реализовать ее просто невозможно.
По этой причине сеть с полносвязной топологией является скорее теоретической моделью, из которой можно получить все другие топологии сети путем отбрасывания связей.
В топологии с общей шиной между компьютерами прокладывается кабель, который является общей для всех компьютеров шиной передачи данных. Все компьютеры сети подключаются к этой шине (рис. 13.5).
Рис. 13.5. Топология с общей шиной
В качестве шины выступает обычно коаксиальный кабель, отрезками которого через специальные разъемы соединяются компьютеры, или электромагнитный сигнал радиочастоты (например, в технологии Wi-Fi).
В звездообразной топологии каждый компьютер подключается при помощи отдельного кабеля к общему устройству, называемому концентратором, или хабом. В качестве кабеля в этом случае может быть использована как витая пара, так и коаксиальный либо оптоволоконный кабель. В качестве концентратора может выступать как специальное устройство, так и еще один компьютер.
Преимуществом звездообразной топологии является то, что при выходе из строя одного из компьютеров или повреждении отдельного кабеля вся сеть про-
13.4. Топология компьютерных сетей
должает функционировать, поскольку компьютеры полностью автономны друг от друга.
 |
Рис. 13.6. Звездообразная топология
В кольцевой топологии компьютеры объединяются между собой круговой связью (рис. 13.7). При этом каждый компьютер связывается с последующим отдельным кабелем (нет общей шины). Это значит, что на каждом из компьютеров должно быть два сетевых устройства: для связи с предыдущим компьютером и с последующим. Кроме наличия дополнительного сетевого устройства в каждом компьютере, в кольцевой топологии есть еще один недостаток: выход из строя одного компьютера разрушает всю сеть. Этот недостаток кольцевой топологии компенсируется тем, что каждый компьютер в сети служит повторителем сигнала (данных) предыдущего компьютера, что повышает надежность передачи данных.
 |
 |
 |
Рис. 13.7. Кольцевая топология
Древовидная, или иерархическая, топология получается при объединении концентраторов нескольких звезд в иерархическом порядке. При этом возника-
Типы компьютерных сетей по скорости передачи данных
5.2. КЛАССИФИКАЦИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по следующим четырём признакам:
1. по типу среды передачи, то есть физической среды, которая используется для соединения компьютеров;
2. по скорости передачи информации;
3. по ведомственной принадлежности;
4. по территориальной распространенности.
1) Среда передачи называется еще «линией связи». Информация передается по линиям связи в виде различных сигналов, которые, испытывая сопротивление среды, затухают с расстоянием. Поэтому одной из важнейших характеристик линии связи является максимальная дальность, на которую может быть передана по ней информация без искажения.
В качестве линий связи могут использоваться:
· ИК-лучи (обеспечивают передачу информации между компьютерами, находящимися в пределах одной комнаты);
· электрические провода (кабель «витая пара» обеспечивает связь между компьютерами на расстояние до 100м, коаксиальные кабели – до 500м);
· оптоволоконные кабели (обеспечивают связь на расстояние нескольких десятков километров);
· телефонные линии, радиосвязь, спутниковая связь (позволяют соединять компьютеры, находящиеся в любой точке планеты).
2) По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низкоскоростные (скорость передачи информации до 10 Мбит/с), среднескоростные (скорость передачи информации до 100 Мбит/с), высокоскоростные (скорость передачи информации свыше 100 Мбит/с).
3) По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные сети принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Государственные сети – это сети, используемые в государственных структурах.
4) По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными и региональными. Локальными называются сети, расположенные в одном или нескольких зданиях. Региональными называются сети, расположенные на территории города или области. Глобальными называются сети, расположенные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Интернет.
В классификации сетей существует два основных термина: локальная сеть ( LAN ) и территориально-распределенная сеть ( WAN ).
Локальная сеть ( Local Area Network ) связывает компьютеры и принтеры, обычно находящиеся в одном здании (или комплексе зданий). Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, называется рабочей станцией или сетевым узлом. Как правило, в локальных сетях практикуется использование высокоскоростных каналов.
Локальные сети позволяют отдельным пользователям легко и быстро взаимодействовать друг с другом. Вот лишь некоторые задачи, которые позволяет выполнять локальная сеть:
· совместная работа с документами;
· передача файлов между компьютерами без использования каких-либо носителей;
· упрощение документооборота: вы получаете возможность просматривать, корректировать и комментировать документы, не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний;
· сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не использовать ценное пространство на жестком диске компьютера;
· простой доступ к приложениям на сервере;
· облегчение совместного использования дорогостоящих ресурсов, таких как высокопроизводительные принтеры, пишущие дисковые накопители, профессиональные сканеры, жесткие диски большой емкости и программные приложения (например, текстовые процессоры или программное обеспечение баз данных).
Локальные вычислительные сети подразделяются на два кардинально различающихся класса: одноранговые (одноуровневые или Peer to Peer ) сети и иерархические (многоуровневые).
Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальное имя (имя компьютера) и обычно пароль для входа в сеть во время загрузки операционной системы. Имя и пароль входа назначаются владельцем компьютера. Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic , Windows ’3.11, Novell NetWare Lite . Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем – Windows ’95 OSR 2, Windows NT Workstation версии, OS /2) и некоторых других.
В иерархических локальных сетях имеется один или несколько специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями.
Сервер в иерархических сетях – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. Поэтому иерархические сети иногда называются сетями с выделенным сервером. Серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, возможно, с несколькими параллельно работающими процессорами, с винчестерами большой емкости, с высокоскоростной сетевой картой (100 Мбит/ с и более). Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются клиентами.
2) Территориально-распределенная сеть ( Wide Area Network ) соединяет несколько локальных сетей, географически удаленных друг от друга. Территориально-распределенные сети обеспечивают те же преимущества, что и локальные, но при этом позволяют охватить большую территорию. Обычно для этого используется коммутируемая телефонная сеть общего пользования (PSTN, Public Switched Telephone Network ) с соединением через модем или линии высокоскоростной цифровой сети с предоставлением комплексных услуг (ISDN, Integrated Services Digital Network ). Линии ISDN часто применяются для передачи больших файлов, например содержащих графические изображения или видео.
Ethernet — самая популярная технология построения локальных сетей. Основанная на стандарте IEEE 802.3, Ethernet передает данные со скоростью 10 Мбит/с. В сети Ethernet устройства проверяют наличие сигнала в сетевом канале («прослушивают» его). Если канал не использует никакое другое устройство, то устройство Ethernet передает данные. Каждая рабочая станция в этом сегменте локальной сети анализирует данные и определяет, предназначены ли они ей.
Технология Клиент-сервер. Характер взаимодействия компьютеров в локальной сети принято связывать с их функциональным назначением. Как и в случае прямого соединения, в рамках локальных сетей используется понятие клиент и сервер. Технология клиент-сервер — это особый способ взаимодействия компьютеров в локальной сети, при котором один из компьютеров (сервер) предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (клиенту). В соответствии с этим различают одноранговые сети и серверные сети.
При одноранговой архитектуре в сети отсутствуют выделенные серверы, каждая рабочая станция может выполнять функции клиента и сервера. В этом случае рабочая станция выделяет часть своих ресурсов в общее пользование всем рабочим станциям сети. Как правило, одноранговые сети создаются на базе одинаковых по мощности компьютеров.
Наличие распределенных данных и возможность изменения своих серверных ресурсов каждой рабочей станцией усложняет защиту информации от несанкционированного доступа, что является одним из недостатков одноранговых сетей. Другим недостатком одноранговых сетей является их более низкая производительность. Это объясняется тем, что сетевые ресурсы сосредоточены на рабочих станциях, которым приходится одновременно выполнять функции клиентов и серверов.
В серверных сетях осуществляется четкое разделение функций между компьютерами: одни их них постоянно являются клиентами, а другие — серверами. Учитывая многообразие услуг, предоставляемых компьютерными сетями, существует несколько типов серверов, а именно: сетевой сервер, файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер и др.
Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью.