Локальные и глоабльные сети. Сети отделов, кампусов и корпораций

Г О С  У Д А Р С Т В Е Н  Н Ы Й  У Н И В Е Р  С И Т Е Т

ВЫСШАЯ  ШКОЛА ЭКОНОМИКИ

ПЕРМСКИЙ  ФИЛИАЛ 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по  дисциплине СЕТЕВЫЕ  КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

тема  «ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ. СЕТИ ОТДЕЛОВ, КАМПУСОВ И КОРПОРАЦИЙ» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пермь 2011

СОДЕРЖАНИЕ

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

    На  сегодняшний день в мире существует более 130 миллионов компьютеров и  более 80 % из них объединены в различные  информационно-вычислительные сети от малых локальных сетей в офисах до глобальных сетей типа Internet, FidoNet, FREEnet и т.д. Всемирная тенденция  к объединению компьютеров в  сети обусловлена рядом важных причин, таких как ускорение передачи информационных сообщений, возможность  быстрого обмена информацией между  пользователями, получение и передача сообщений (факсов, E–Mail писем, электронных  конференций и т.д.) не отходя от рабочего места, возможность мгновенного  получения любой информации из любой  точки земного шара, а так же обмен информацией между компьютерами разных фирм производителей работающих под разным программным обеспечением.

    Такие огромные потенциальные возможности, которые несет в себе вычислительная сеть и тот новый потенциальный  подъем, который при этом испытывает информационный комплекс, а так же значительное ускорение производственного  процесса не дают нам право игнорировать и не применять их на практике.

    Зачастую  возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса  по организации ИВС (информационно–вычислительной сети) на базе уже существующего  компьютерного парка и программного комплекса, отвечающей современным  научно–техническим требованиям с  учетом возрастающих потребностей и  возможностью дальнейшего постепенного развития сети в связи с появлением новых технических и программных  решений. Особое внимание уделяется сетям отдельных корпораций и их производственных отделов. 
 
 
 

     1. ЛОКАЛЬНЫЕ И ГЛОБАЛЬНЫЕ СЕТИ 

     1.1. Особенности локальных,  глобальных и городских  сетей. 

     Для классификации компьютерных сетей  используют территориальный признак, то есть по величине территории, которую  покрывает сеть. Это связано с  тем,  что у отличия технологий локальных и глобальных сетей  очень значительны, несмотря на их постоянное сближение.

      К локальным сетям - Local Area Networks (LAN) - относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). LAN разрабатываются для выполнения следующих требований:

     1. работать внутри ограниченной географической области;

     2. позволять многим пользователям иметь доступ по каналам с высокой пропускной способностью;

     3. обеспечивать постоянную связь  с необходимыми сервисами;

     4. физически соединиться с соседними устройствами.

     LAN представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с – 1Гбит/с.  В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

     Глобальные  сети - Wide Area Networks (WAN) используются для связи отдельных удаленных LAN и для объединения территориально рассредоточенных компьютеров, которые могут находиться в различных городах и странах. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети строятся на основе телефонных и телеграфных каналов общего назначения. Из-за низких скоростей таких линий связи в глобальных сетях (десятки килобит в секунду) набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, характерных для локальных сетей. Как правило, здесь применяются сложные процедуры кодирования, контроля и восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по территориальному каналу связи связан со значительными искажениями сигналов.

     Городские сети (или сети мегаполисов) - Metropolitan Area Networks (MAN) – являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города - мегаполиса. MAN используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста.  

     1.2. Отличия локальных и глобальных сетей 

     Рассмотрим  основные отличия локальных сетей  от глобальных.

• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Локальные вычислительные сети по определению отличается от глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях. В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.
• Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование. В глобальных сетях широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные передачи искаженных кадров. Качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.
• Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от глобальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (0,1 и 1 Гбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов. За счет этого у пользователя локальной сети, подключенного к удаленному разделяемому ресурсу (например, диску сервера), складывается впечатление, что он пользуется этим диском, как «своим». Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных -  до 2 Мбит/с.
• Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий набор услуг - это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями - передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.
• Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд и даже минут. Низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.
• Разделение каналов. В локальных сетях каналы связи используются, как правило, совместно сразу несколькими узлами сети, а в глобальных сетях - индивидуально.
• Использование метода коммутации. В локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации пакетов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммутации каналов, а также некоммутируемые каналы - как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.
• Масштабируемость. Локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

 

     1.3. Сближение локальных и глобальных сетей

     За  счет новых сетевых технологий и  нового оборудования, рассчитанного  на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в  сетях frame relay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях АТМ и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.

     В результате службы для режима on-line становятся обычными и в глобальных сетях. Наиболее яркий пример - гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком  информации в сети Internet. Ее интерактивные  возможности превзошли возможности  многих аналогичных служб локальных  сетей, так что разработчикам  локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса служб и  технологий из глобальных сетей в  локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный  термин - intranet-технологии (intra - внутренний), который обозначает служб используемых во внешних сетях для внутренних – локальных.

     Локальные сети перенимают у глобальных сетей  и транспортные технологии. Все новые  скоростные технологии поддерживают работу по индивидуальным линиям связи. Для  организации индивидуальных линий  связи используется специальный  тип коммуникационного оборудования - коммутаторы. Коммутаторы локальных  сетей соединяются между собой  по иерархической схеме, подобно  тому, как это делается в телефонных сетях: имеются коммутаторы нижнего  уровня, к которым непосредственно  подключаются компьютеры сети, коммутаторы  следующего уровня соединяют между  собой коммутаторы нижнего уровня и т. д. Коммутаторы более высоких  уровней обладают, как правило, большей  производительностью и работают с более скоростными каналами, уплотняя данные нижних уровней.  
 
 
 

2. СЕТИ ОТДЕЛОВ,  КАМПУСОВ И КОРПОРАЦИЙ

     Корпоративная сеть - это сеть, главным назначением которой является обеспечение функционирования конкретного предприятия, владеющего данной сетью.

     Пользователями  корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия. В отличие от сетей операторов связи, корпоративные сети, в общем случае, не оказывают услуг другим организациям или пользователям.

     В зависимости от масштаба предприятия, а также от сложности и многообразия решаемых задач различают сети отдела, сети кампуса и сети корпораций.

     Концептуальным  преимуществом сетей, которое вытекает из их принадлежности к распределенным системам, перед автономно работающими компьютерами является их способность выполнять параллельные вычисления. За счет этого в системе с несколькими обрабатывающими узлами в принципе можно достичь производительности, превышающей максимально возможную на данный момент производительность любого отдельного, сколь угодно мощного, процессора. Распределенные системы потенциально имеют лучшее соотношение производительность/стоимость, чем централизованные системы.

     Еще одно очевидное и важное достоинство  распределенных систем - это их более  высокая отказоустойчивость. Под  отказоустойчивостью следует понимать способность системы выполнять  свои функции (может быть, не в полном объеме) при отказах отдельных  элементов аппаратуры и неполной доступности данных.

     Использование территориально распределенных вычислительных систем больше соответствует распределенному  характеру прикладных задач в  некоторых предметных областях, таких  как автоматизация технологических  процессов, банковская деятельность и  т. п. Во всех этих случаях имеются  рассредоточенные по некоторой территории отдельные потребители информации - сотрудники, организации или технологические установки.

     Для пользователя распределенные системы  дают еще и такие преимущества, как возможность совместного  использования данных и устройств, а также возможность гибкого  распределения работ по всей системе. Такое разделение дорогостоящих  периферийных устройств - таких как  дисковые массивы большой емкости, цветные принтеры, графопостроители, модемы, оптические диски - во многих случаях  является основной причиной развертывания  сети на предприятии. Пользователь современной  вычислительной сети работает за своим  компьютером, часто не отдавая себе отчета в том, что он пользуется данными  другого мощного компьютера, находящегося за сотни километров от него. Он отправляет электронную почту через модем, подключенный к коммуникационному  серверу, общему для нескольких отделов  его предприятия. У пользователя создается впечатление, что эти  ресурсы подключены непосредственно к его компьютеру или же «почти» подключены, так как для работы с ними нужны незначительные дополнительные действия по сравнению с использованием действительно собственных ресурсов.