Компьютерные сети и их классификации по различным признакам

• по типу среды передачи сети строятся на основе: медных проводников (витая пара), где используются электрические сигналы для передачи данных между устройствами; оптических проводников (оптоволоконные кабели) для передачи информации в виде световых импульсов. Это проводные сети. Существуют также и беспроводные технологии, которые устанавливают связь через радиоканал посредством технологий Wi-Fi, Bluetooth, GPRS.

• по типу организации взаимодействия компьютеров сети делят на одноранговые и с выделенным сервером. Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. В сетях с выделенным сервером - специально выделенный компьютер берет на себя управление сетевыми ресурсами общего доступа. Но стоит отметить, что эта группа параметров относится в большей степени к прикладным аспектам работы сетей, нежели к самим сетевым технологиям, т.е. одноранговые сети не отличаются от сетей с выделенным сервером с точки зрения технологии передачи данных.

• по технологии передачи данных существует множество типов сетей, среди которых доминируют: Ethernet, SDH, PDH и xDSL. Архитектура Ethernet основана на стандарте IEEE 802.3, который указывает, что в сети используется способ управления доступом типа "множественный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений" (CSMA/CD). При таком способе управления доступом узел получает право передачи кадра в сеть по принципу "первым пришел, первым обслужен". Стандартными являются скорости передачи данных 10 Мбит/с и 100 Мбит/с, но в новом стандарте Gigabit Ethernet имеется возможность поддержания скоростей до 1000 Мбит/с (1 Гбит/с). Ведутся также работы по стандартизации 10-ти гигабитного Ethernet.

• по территориальной протяженности сети делятся на глобальные или территориально-распределенные сети (WAN - Wide Area Network), сети города или региона (MAN-metropolitean Area Network) (Существуют в пределах города или района) и локальные сети (LAN – Local Area Network - ЛВС).

На классификации сетей по данному признаку остановимся более подробно, так как она является самой главной классификацией разделения сетей.

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на разных континентах, городах, районах, зданиях. Они могут объединять как отдельные компьютеры, так и отдельные локальные сети, в том числе и использующие различные протоколы. Глобальные сети имеют и ряд других особенностей по сравнению с локальными сетями:

 

Глобальные сети, в основном используют в качестве каналов связи телефонные линии – это медленные каналы с высоким уровнем ошибок. Однако в настоящее время все более внедряются высокоскоростные и оптоволоконные каналы связи.

ЭВМ подключаются к каналам связи с помощью специальных устройств, называемых модемами. 

Модем – это устройство, позволяющее обмениваться информацией между компьютерами через телефонную сеть путем взаимного преобразования цифровой и аналоговой информации.

Конфигурация таких сетей может быть различной и в отличие от ЛС нерегулярна.

Взаимодействие между абонентами такой сети осуществляется на базе магистральных оптоволоконных линий, цифровых телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Технологии передачи данных в глобальной сети – это, как правило, SDH, xDSL: ADSL, SDSL, VDSL, хотя все чаще встречается Ethernet. Строят глобальные сети также и на основе беспроводных технологий - Radio-Ethernet (WiFi) или WiMAX.

Internet — глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет более 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7—10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.   В настоящее время в сети Internet используются практически все известные линии связи от низкоскоростных телефонных линий до высокоскоростных цифровых спутниковых каналов. Операционные системы, используемые в сети Internet, также отличаются разнообразием.

Практически Internet состоит из множества локальных и глобальных сетей, принадлежащих различным компаниям и предприятиям, связанных между собой различными линиями связи. Internet можно представить себе в виде мозаики, сложенной из небольших сетей разной величины, которые активно взаимодействуют одна с другой, пересылая файлы, сообщения и т.п.

 Основное, что отличает  Internet от других сетей, — это ее протоколы — TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP — это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet. 

Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи) . Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP) . Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.

Все услуги, предоставляемые сетью Internet, можно условно поделить на две категории: обмен информацией между абонентами сети и использование баз данных сети.

 

Локальная вычислительная сеть.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) включает абонентов, расположенных в пределах небольшой территории – квартиры, офиса, одного или нескольких зданий. Протяженность такой сети обычно ограничена пределами 2 – 2,5 километра, что связано с особенностями работы протокола Ethernet. Технологий передачи данных в локальных сетях существует множество, но в 99% случаев локальные сети строят на основе технологии Ethernet, созданной специально для межкомпьютерных коммуникаций, где для передачи данных используется общий, один на всех, высокоскоростной кабель. Работу такой сети можно представить себе следующим образом: каждый компьютер на сети всегда следит за общим каналом. Если текущая передача адресована ему, он ее принимает. Если он сам должен что-то передать, он дожидается, пока канал освободится и пробует начать передачу. При одновременной попытке нескольких компьютеров занять общий канал обнаруживается столкновение попыток ("коллизия"). При этом компьютерам необходимо выждать каждый свое время, попробовать снова, пока один не опередит другого. Заняв общий канал, его, как правило, используют целиком, на полной его скорости. Статистически, такой алгоритм работы оказывается достаточно эффективным, несмотря на потери времени из-за коллизий.

Компьютеры локальной сети используют единый комплект протоколов для всех участников. Группы сотрудников, работающих над одним проектом в рамках локальной сети, называются  рабочими группами. В рамках одной локальной сети могут работать несколько рабочих групп. У участников рабочих групп могут быть разные права для доступа к общим ресурсам сети. Совокупность приемов разделения и ограничения прав участников компьютерной сети называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети. Лицо, управляющее организацией работы участников локальной сети, называется системным администратором. 

 Простейшее устройство  для соединения между собой  двух локальных сетей, использующих  одинаковые протоколы, называется  мостом. Мост может быть аппаратным  или программным. Цель моста –  не выпускать за пределы локальной  сети данные, предназначенные для  внутреннего использования.

 Для связи между  собой нескольких локальных сетей, работающих по разным протоколам, служат специальные средства, называемые  шлюзами. Шлюзы могут быть как  аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный  компьютер – шлюзовый сервер, а может быть и компьютерная программа.

 При подключении локальной  сети предприятия к глобальной  сети важную роль играет понятие  сетевой безопасности. В частности, должен быть ограничен доступ  в локальную сеть для посторонних  лиц извне, а также ограничен  выход за пределы локальной  сети сотрудников предприятия, не  имеющих соответствующих прав. Для  обеспечения сетевой безопасности  между локальной и глобальной  сетью устанавливают брандмауэры. Брандмауэром может быть специальный  компьютер или компьютерная программа, препятствующая несанкционированному перемещению данных между сетями.

 Существуют различные  каналы связи локальных сетей. Канал связи – это физическая  среда передачи информации –  важнейший компонент сети. Основная  характеристика канала связи  – пропускная способность, т.е. максимальная  скорость передачи информации. В  ЛС используются следующие виды  каналов связи:

Витая пара – проводной канал связи, содержащий пару скрученных проводников. Обладает малой пропускной способностью.

Коаксильный кабель – обладает средней пропускной способностью.

Оптоволоконный кабель – обладает высокой пропускной способностью.

Существуют и беспроводные локальные сети. В них информация между ЭВМ передается в СВЧ-диапазоне, или с помощью инфракрасных лучей.

 

Объединение глобальных и локальных вычислительных сетей обеспечивающие удобное средство обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные сети могут входить, как компоненты, в состав глобальных, а глобальные могут быть неотъемлемой частью локальных, например, в состав самой популярной глобальной сети Internet входит множество свободно соединенных сетей, причем каждая внутренняя сеть может обладать собственной структурой и способами управления. Основными же ячейками Internet являются локальные вычислительные сети.

Локальная вычислительная сеть, самый распространенный тип сетей, встречается в жилых домах, в компьютерных клубах в офисах мелких и крупных компаний. Это неотъемлемая часть информатизации любого бизнес-процесса.

Рассмотрим наиболее типичный пример локальной сети небольшого офиса: по территории офиса проложены настенные кабельные каналы с интегрированными силовыми розетками и розетками ЛВС. Каждый из 20 компьютеров в офисе подключен к одному из портов коммутатора ЛВС, расположенного в специально выделенном помещении. В этом помещении, представляющем собой коммутационный узел и серверную, располагаются также 6 серверов (сервер электронной почты, сервер учета трафика, веб сервер, сервер IP АТС, вычислительный сервер и файловый сервер), обслуживающих офис. Сюда же заведены оптоволоконные линии связи от двух различных операторов. Балансировка трафика осуществляется с помощью Интернет Контроль Сервера.

 

В локальных сетях работа пользователя с сетевыми ресурсами происходит так же, как с локальными ресурсами, но применение ЛВС дает следующие преимущества:

• предоставление пользователям общего доступа к различным сетевым ресурсам: накопителям, принтерам, графическим устройствам. Благодаря этому требуется меньшее количество периферийных устройств.

• предотвращение дублирования и порчи файлов за счет ограничения доступа к конфиденциальным или уязвимым данным на сервере.

• более эффективная защита централизованных баз данных, чем для отдельного компьютера. При необходимости для наиболее важных данных могут создаваться резервные копии;

• централизованное администрирование снижает количество людей, которым необходимо управлять устройствами и данными в сети, что снижает временные затраты и расходы компании;

• обеспечение эффективного взаимодействия пользователей друг с другом, например, посредством электронной почты, форумов, службы обмена голосовыми, видео и мгновенными сообщениями. Возможно проведение конференций;

• повышение надежности всей информационной системы, поскольку при отказе одного компьютера другой, резервный, может взять на себя его функции и рабочую нагрузку. Процесс обработки данных также можно распределить по нескольким компьютерам, что позволяет избежать перегрузки одного компьютера задачами обработки.

Локальная сеть - является совокупностью программно-аппаратных средств:

• активных - коммутаторы, маршрутизаторы, конвертеры интерфейсов;

• пассивных - кабели, монтажные шкафы, кабельные каналы, коммутационные панели, информационные розетки;

• компьютерное и периферийное - серверы, рабочие станции, принтеры, сканеры;

При создании локальных сетей особенное внимание требуется к строительству надежной кабельной инфраструктуры здания. Она должна включать в себя системы электропитания и освещения, системы безопасности, структурированную кабельную систему и другие слаботочные системы.

Структурированные кабельные системы

Структурированные кабельные системы (СКС) - это сетевая инфраструктура в формате здания, основа всех сетей, обеспечивающая передачу сигналов всех типов, включая речевые, информационные, видео. СКС очень долговечная система, обеспечивает работу нескольких поколений компьютерных сетей; интерфейсы СКС позволяют подключать любое оборудование локальных сетей.