Варианты построения компьютерных сетей

Что такое компьютерная сеть. Виды и основные принципы

Компьютерная сеть — это единый комплекс, где компьютеры, серверы и другая техника взаимодействуют посредством каналов связи. Назначение этого ансамбля состоит в упрощении и облегчении IT-процессов и ускорении работы. Пользователи получают совместный доступ к аппаратному и программному обеспечению, а также информационным ресурсам. В нашей статье мы расскажем о разновидностях компьютерных сетей и принципах их формирования.

Типы компьютерных сетей

Для объединения компьютеров в систему обращают внимание на следующие параметры:

• разновидность машин;
• расстояние между оборудованием;
• возложенные на комплекс функции.

Даже если соединить пару компьютеров, это уже будет считаться сетью. У последней есть 2 задачи, которые она может выполнять по отдельности или обе сразу. Это — передача информации между системами либо предоставление доступа к общим ресурсам (серверам, принтерам, БД). Элементы сети связывают друг с другом посредством физического (проводами или радиоволнами) и логического (конкретными сетевыми протоколами) соединения.

Каждый вид компьютерных сетей был создан для определенной области применения, поэтому в отношении их действуют различные стандарты и методы. Соответственно, отдельный тип имеет свои недостатки и преимущества. Рассмотрим эти разновидности подробнее.

PAN — персональная сеть

PAN — Personal Area Network. Это объединение персонального пользовательского оборудования. В один комплекс собирают смартфоны, КПК, наушники, камеры, игровые консоли, ноутбуки и т. д., используя связь по Wi-Fi, Bluetooth, USB. Умные дома функционируют на основе протоколов ZigBee, Insteon, Z-Wave. PAN и WPAN (беспроводной вариант) имеют радиус действия, ограниченный 30 метрами, и могут обеспечить связью до 8 абонентов. Поэтому такие соединения нельзя использовать в разных зданиях. Но посредством персональной сети возможно подключиться к более крупным объединениям.

LAN — локальная сеть

LAN — Local Area Network. К этой локальной сети можно подключить множество устройств. Радиус охвата составляет до 2 км, скорость обмена информацией — до 10000 Мбит/с.

LAN обычно используют в частных домах, административных зданиях, образовательных учреждениях и других местах, где требуется объединить в один комплекс технику для быстрой передачи информации и общего доступа к серверам, печатающим устройствам, программному обеспечению. Кабельное подключение реализуют через технологию Ethernet, беспроводное — Wi-Fi. В последнем случае система называется WLAN, Wireless Local Area Network, и действует на основе стандарта IEEE 802.11. Она позволяет абонентам сохранять подключение к локальной сети при передвижении по территории, охватываемой сигналом.

Устройства, составляющие LAN или WLAN, свободно могут подключаться к интернету. Если в ЛВС (локальной вычислительной сети) подключено 2 и более компьютера, то в системе необходимо иметь также узлы и элементы, обеспечивающие стабильную связь — мосты, концентраторы, коммутаторы. Охват LAN можно увеличить за счет использования повторителей сигнала (ретрансляторов). Но обычно ЛВС используют в одном здании. WLAN популярны для установки дома или в организациях, где Wi-Fi раздают сотрудникам и посетителям. Главная отличительная черта ЛВС — скорость и качество связи на коротких расстояниях. LAN возможно подключить к более обширным MAN или WAN.

CAN — кампусная сеть

CAN — Campus Area Network. Это объединение нескольких ЛВС. Обычно используют в комплексе зданий, находящихся на расстоянии друг от друга (корпусы больниц, институтов, общежития учебных заведений и т. д.). ЛВС всех корпусов связаны между собой либо оптоволоконным кабелем, либо антеннами WiMAX, E-Band.

MAN — региональная (столичная, городская) сеть

MAN — Metropolitan Area. Связывает в одну компьютерную систему ближайшие ЛВС. Для обеспечения высокой скорости передачи данных между устройствами (расстояние между которыми может составлять десятки км) используют высокоэффективные маршрутизаторы и соединение по оптическому волокну. Особые возможности предоставляет абонентам беспроводная сеть WMAN. С помощью технологии WiMAX работают телеканалы и радиостанции, точки Wi-Fi Hotspot, где к городской сети или интернету могут подключиться все желающие (посетители кафе, коворкинг-центров и т. д.). Также к WMAN присоединяются жители, которые не могут использовать DSL (подключение по стационарной телефонной линии).

WAN — глобальная сеть

WAN — Wide Area Network. Если столичные сети связывают узлы, действующие в районах или городах, то глобальные объединяют неограниченное количество устройств в целых странах и на материках. Использовать для этого кабели Ethernet невозможно в связи с огромными расстояниями, поэтому WAN применяет другие технологии: SDH, IP/ MPLS, ATM, PDH, SONET. Чтобы обеспечить стабильность функционирования глобальных сетей, используют более сложные способы и аппаратное обеспечение, чем при работе ЛВС.

WAN принадлежат конкретным компаниям. Провайдеры арендуют их и подключают к интернету конечных пользователей или ЛВС.

GAN — глобальная зональная сеть

GAN — Globe Area Network. Яркой иллюстрацией является Интернет. Но вместе с этим есть организации, которые владеют сетями, закрытыми для общего доступа. Они состоят из нескольких WAN, благодаря чему фирма-собственник может объединить свои компьютеры, разбросанные по всему миру. Для соединения применяют оптоволоконные инфраструктуры, а также кабели, идущие по дну океанов, или спутниковые сигналы.

VPN — виртуальная частная сеть

VPN — Virtual Private Network. Это виртуальный канал, соединяющий клиента с сервером. Действует на основе любой из физических сетей, о которых шла речь выше. VPN дает доступ практически к каждому устройству в любой точке мира. Система бесплатна, в отличие от частных WAN или MAN. VPN используют для того, чтобы объединить несколько ЛВС в интернете или разрешить удаленный доступ через обычное подключение. Для сохранности конфиденциальных данных эта сеть применяет технологии шифрования. Белее подробнее о VPN читайте здесь

BAN — нательная сеть

BAN — нательная компьютерная сеть. Объединяет внешние и/ или имплантированные устройства: умные кардиологические стимуляторы и часы, пульсометры, мониторы АД и т. д. Главная задача BAN состоит в обеспечении устойчивой и бесперебойной связи измерительных приборов.

Принципы построения компьютерных сетей

Все современные организации строят свои компьютерные сети по одному из принципов, описанных ниже. Выбор определенного вида физической связи устройств друг с другом оказывает влияние на свойства системы.

Линия

Все абоненты размещаются на одной линии. При выходе из строя либо отключении одного компьютера перестает функционировать вся система. Данный принцип построения ЛВС почти не применяют, т. к. он несовершенен и уже морально устарел.

Шина

К одному кабелю (шине) с помощью Т-коннекторов подключены компьютеры. На концах шины установлены терминаторы — заглушки, которые препятствуют отражению сигнала и обеспечивают его чистоту. Сеть функционирует следующим образом. Все компьютеры одновременно принимают и анализируют сигнал, посланный одним из участников. Устройство, которому адресована информация, начинает его обрабатывать.

• Каждый компьютер, прежде чем передавать данные, проверяет, есть ли в шине сигнал (это исключает коллизии).
• Систему легко и просто смонтировать и настроить.
• Экономится кабель (в сравнении с другими видами компьютерных сетей).
• Выход из строя одного устройства не влияет на деятельность сети.

К недостаткам относятся низкая скорость работы системы при подключении большого количества компьютеров и потеря соединения одновременно всеми абонентами в результате повреждений шины.

Кольцо

Эта топология похожа на принцип линии, но здесь компьютеры соединяются друг с другом последовательно в кольцо. Сигнал идет только в одну сторону. Если необходимо посылать информацию в обратном направлении, создают двойное кольцо. Компьютер принимает данные от предыдущего абонента и проводит анализ. Если информация направлялась ему, он ее обрабатывает, если нет — отправляет следующему участнику.

Систему легко смонтировать из минимума оборудования. Сеть, сформированная по принципу кольца, обладает более высокой скоростью передачи информации (по сравнению с линейной топологией) и устойчивостью. Она способна объединить до 1000 устройств. Но, если в какой-либо части кольца пропадает сигнал, система полностью перестает работать.

Многосвязная

Эта топология позволяет обмениваться данными на высокой скорости. Плюс при выходе из строя одного из элементов сети вся система продолжает функционировать, и остальные участники не испытывают дискомфорта при работе. Такая конфигурация применяется редко, так как является недешевым удовольствием. Обычно ее используют стратегические объекты, которым важна высокоскоростная и надежная работа системы.

Звезда

В этой схеме действует центральный коммутатор либо свитч (хаб), к которому по отдельности на расстоянии не более 100 м подключен каждый компьютер. Топология «звезда» считается самой оптимальной для формирования сети благодаря следующим преимуществам:

• минимум кабеля и дополнительных инструментов соединения;
• надежная работа в условиях высокой нагрузки;
• бесперебойное функционирование системы при выходе из строя одного из компьютеров или канала связи.

Естественно, если перестанет работать хаб, все участники системы потеряют соединение.

Заключение

В нашем материале мы рассказали вам о разновидностях компьютерных сетей и принципах их формирования. Если у вас есть вопросы или вы желаете что-либо посоветовать остальным читателям, добро пожаловать в блок комментариев. Вам необходимо развернуть, модернизировать, администрировать ЛВС? Специалисты компании «АйТи Спектр» профессионально выполнят монтаж с учетов всех ваших пожеланий.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 4.8 / 5. Количество оценок: 6

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Я живу в селе недалеко от крупного города. Телефонные линии очень старые, никто их не ремонтирует и, естественно, интернет по ним не пустят. Смогу ли я подключиться к сети MAN?

Алексей Прунов :

Алексей Прунов :

Нет, далеко не все. Мы рассказали о наиболее распространенных. Также для объединения устройств в системы используются IAN, NAN, NFC и другие технологии.

Алексей Прунов :

У нас в организации немного компьютеров, и они были соединены по принципу линейной шины. Это очень неудобно… У бухгалтеров обычно что-то случалось с компьютером, и страдали все. Убедили руководителя, что нужно сделать по типу кольца. Вздохнули с облегчением! Теперь каждый работает и не зависит от других сотрудников. Скорость, конечно, повысилась, а вместе с ней и производительность.

О, а я и не знал, что я с кардиостимулятором и умными часами уже составляю целую компьютерную сеть, нательную.

Технология PAN очень выручает, когда мы с друзьями собираемся поиграть в компьютерные игры. Да и так, когда надо собрать все устройства по дому в одну систему

Источник