Компьютерные сети

     Реальные  компьютерные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных. Основным недостаток реальных сетей является необходимость в дополнительных устройствах.

     По  территориальной распространенности компьютерные сети подразделяются на локальные, глобальные, и региональные.

     Локальные компьютерные сети – это сети, перекрывающие  территорию не более 10 кв. м. Они являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.

     Региональные  компьютерные сети – это сети, расположенные на территории города или области

     Глобальные  компьютерные сети – это сети, расположенные  на территории государства или группы государств. Например, всемирная сеть Internet. Они являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

     Термин  «корпоративная сеть» также используется в литературе для обо-значения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

     По  ведомственной принадлежности различают ведомственные и государственные сети.

     Ведомственные компьютерные сети принадлежат одной  организации и располагаются  на ее территории.

     Государственные компьютерные сети – сети, используемые в государственных структурах.

     По  скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

     Низкоскоростные компьютерные сети – это сети, имеющие  скорость пере-дачи информации до 10 Мбит/с.

     Среднескоростные  компьютерные сети – это сети, имеющие скорость передачи информации до 100 Мбит/с.

     Высокоскоростные  компьютерные сети – это сети, имеющие скорость передачи информации свыше 100 Мбит/с.

     По  типу среды передачи компьютерные сети подразделяются на проводные-коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, беспроводные (с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне).

     По  топологии компьютерных сетей они подразделяются на компьютерные сети с оконечным узлом, компьютерные сети с промежуточным узлом и компьютерные сети со смежным узлом.

     Компьютерные  сети с оконечным узлом – это сети, у которых узел расположен в конце только одной ветви.

     Компьютерные  сети с промежуточным узлом –  это сети, у которых узел расположен на концах более чем одной ветви.

     Компьютерные  сети со смежным узлом – это сети, у которых узлы соединены, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.

     Узел  сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети. Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла.

     С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые и иерархические.

     Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.

     Одноранговые  сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как Windows'3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с Windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем и некоторых других.

     Достоинства одноранговых сетей:

     1. наиболее просты в установке  и эксплуатации.

     2. операционные системы DOS и Windows обладают всеми необходимыми  функциями, позволяющими строить  одноранговую сеть.

     Недостаток: в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации  сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров.

     В иерархической сети при установке  сети заранее выделяются один или  несколько компьютеров, управляющих  обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.

     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).

     Иерархическая модель сети является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать  наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинством иерархической  сети является более высокий уровень защиты данных.

     К недостаткам иерархической сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

     1. необходимость дополнительной ОС  для сервера. 

     2. более высокая сложность установки  и модернизации сети.

     3. необходимость выделения отдельного  компьютера в качестве сервера

     Различают две технологии использования сервера: технологию файл-сервера и архитектуру  клиент-сервер.

     В первой модели используется файловый сервер, на котором хранится большинство  программ и данных. По требованию пользователя ему пересылаются необходимая программа и данные. Обработка информации выполняется на рабочей станции.

     В системах с архитектурой клиент-сервер обмен данными осуществляется между  приложением-клиентом и приложением-сервером. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль над доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса. Разработчики приложений по обработке информации обычно используют эту технологию.

3. Понятие локальной компьютерной сети

     Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров  и т. П.) и коммутационных устройств, соединенных кабеля-ми. Локальные  сети делятся на учрежденческие (офисные сети фирм, сети организационного управления и другие сети, отличающиеся по терминологии, но практически одинаковые по своей идеологической сути) и сети управления технологическими процессами на предприятиях.

     Локальные сети характерны тем, что расстояния между компонентами сети сравнительно невелики, как правило, не превышают нескольких километров. Локальные сети различаются по роли и значению ПЭВМ в сети, структуре, методам доступа пользователей к сети, способам передачи данных между компонентами сети и др. Каждой из предлагаемых на рынке сетей присуши свои достоинства и недостатки. Выбор сети определяется числом подключаемых пользователей, их приоритетом, необходимой скоростью и дальностью передачи данных, требуемой пропускной способностью, надежностью и стоимостью сети.

3.1 Классификация локальных компьютерных сетей

     Локальные компьютерные сети можно классифицировать по следующим признакам:

     1. по роли персонального компьютера  в сети:

     - сети с сервером;

     - одноранговые (равноправные) сети.

     2. по структуре (топологии) сети:

     - одноузловые («звезда»);

     - кольцевые («кольцо»);

     - магистральные («шина»);

     - комбинированные.

     3. по способу доступа пользователей  к ресурсам и абонентам сети:

     - сети с подключением пользователя  по указанным адресам абонентов по принципу коммутации каналов («звезда»);

     - сети с централизованным (программным)  управлением подключения

     пользователей к сети («кольцо» и «шина»);

     - сети со случайной дисциплиной  обслуживания пользователей («шина»).

     4. по виду коммуникационной среды  передачи информации:

     - сети с использованием существующих учрежденческих телефонных сетей;

     - сети на специально проложенных  кабельных линиях связи;

     - комбинированные сети, совмещающие кабельные линии и радиоканалы.

     5. по дисциплине обслуживания пользователей (способу доступа пользователей к сети):

     - приоритетные, задающиеся ЦУС, когда  пользователи получают доступ  к сети

     в соответствии с присвоенными им приоритетами (постоянными или изменяющимися);

     - неприоритетные, когда все пользователи  сети имеют равные права доступа к сети.

     6. по размещению данных в компонентах сети:

     - с центральным банком данных;

     - с распределенным банком данных;

     - с комбинированной системой размещения  данных.

3.2 Структура локальных компьютерных сетей

3.2.1 Одноузловые сети

     В локальных сетях применяются  в основном одноузловые (звездообразные) сети. В качестве средств коммуникаций могут использоваться телефонные линии связи и АТС организаций, предприятий, фирм и др., специально проложенные кабельные линии и каналы передачи сигналов по радио.

3.2.2 Сети с проводными линиями связи

     Методом доступа к сети является вызов  абонента по его сетевому имени с  коммутацией каналов в узле коммуникации (УК). Способ коммутации каналов обеспечивает соединение абонентов через УК на время передачи сообщения. При этом в УК возможна организация приоритетного доступа к сети абонентов.

     Достоинствами этого вида сети являются:

     • простота и низкая стоимость подключения  пользователей сети;

     • простота управления сетью;

     • возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети;

     Также она имеет и свои недостатки:

     • скорость передачи сообщений зависит от количества абонентов, интенсивности приема и передачи сообщений и технических возможностей УК;

     • надежность сети определяется надежностью  УК;

     • большая суммарная длина и  низкая эффективность использования физической среды передачи сигналов;

     Для повышения надежности УК строятся по модульному принципу, который предусматривает рабочие и резервные модули. Система диагностики оценивает функционирование рабочего модуля и в случае необходимости переключает сеть на работу с резервным модулем.

     Примером  одноузловой сети может служить Arcnet (США). Хотя сеть не имеет статуса  международного стандарта, она широко применяется для построения небольших учрежденческих сетей. В состав сети входит 8-канальный канальный УК. Количество абонентов может быть увеличено путем подключения новых УК.

3.2.3 Радиоканальные сети

     Структура сети похожа на одноузловую сеть, только сообщения в сети передаются не по проводным линиям связи, а по радиолиниям. Для этого каждый компьютер снабжена абонентской радиостанцией (АРС). Абонентские радио-станции связаны между собой через центральную радиостанцию (ЦРС).