Компьютерные сети.Назначение и классификация компьютерных сетей.Топология сетей

      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;
• 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.

      В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

• глобальные сети (WAN – Wide Area Network);
• региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);
• локальные сети (LAN – Local Area Network).

 

      2.1. Локальные сети 

      Локальные сети (ЛС) представляющие собой самую элементарную форму сетей, соединяют вместе группу ПК или связывают их с более мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера.

 Локальная  сеть представляет собой набор  компьютеров, периферийных устройств  (принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. 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. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией или сетевым узлом.

      Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой  территории. В настоящее время  не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д.

      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.

      Локальные сети позволяют отдельным пользователям  легко и быстро взаимодействовать друг с другом. Вот лишь некоторые задачи, которые позволяет выполнять ЛС:

• совместная работа с документами;
• упрощение документооборота: вы получаете возможность просматривать,
• корректировать и комментировать документы не покидая своего рабочего места, не организовывая собраний и совещаний, отнимающих много времени;
• сохранение и архивирование своей работы на сервере, чтобы не

использовать ценное пространство на жестком диске ПК;

• простой доступ к приложениям на сервере;
• облегчение совместного использования в организациях дорогостоящих ресурсов, таких как принтеры, накопители CD-ROM, жесткие диски и приложения (например, текстовые процессоры или программное обеспечение баз данных).

      Основными видами локальных вычислительных сетей  являются Ethernet и ARCNET. Причем Ethernet может иметь несколько типов кабеля:

• тонкий кабель Ethernet – иначе называется “Thinnet”. Имеет ряд преимуществ, таких как использование более дешевого кабеля по сравнению с системой толстого кабеля Ethernet и использование аппаратуры, которую проще устанавливать;
• толстый кабель Ethernet (также известная как “Thicknet”) получила свое название благодаря используемому в ней стандартному, или толстому кабелю Ethernet. Толстый кабель позволяет включать в систему большее количество компьютеров и увеличивать расстояние между компьютерами. Однако этот кабель дороже, а его установка сложнее по сравнению с тонким кабелем Ethernet;
• витая пара Ethernet. Преимущество системы Ethernet на витой паре в том, что кабель дешевле по сравнению с перечисленными выше кабелями, а его установка проще.

 

      2.2. Глобальная сеть 

Региональная  сеть – это города, объединенные в сеть посредством расположенных в них компьютерах.

      Региональная  вычислительная сеть связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной  страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки – сотни километров.

      Глобальная  вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может  осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Особая  роль среди глобальных сетей принадлежит мировому сообществу сетей Internet. Internet – это глобальная компьютерная сеть, которая охватывает миллионы пользователей по всему миру. Эта сеть начала свою работу в 1969 году в качестве военного проекта. Она специально была спроектирована таким образом, чтобы остаться дееспособной даже в случае атомной войны. Информация, передаваемая через Internet, перемещается от одного компьютера к другому наиболее коротким путем. По этой причине, любые два компьютера останутся соединенными до тех пор, пока есть хотя бы один маршрут между ними. Люди узнают через Internet новости, слушают радио, смотрят на мир через глазки разбросанных по всему миру видеокамер, ходят в библиотеки и даже заочно обучаются в университетах других стран. Создано даже Internet-телевидения. Бесспорно, за Internet-будущее.

      Объединение глобальных, региональных и локальных  вычислительных сетей позволяет  создать многосетевые иерархии. Они  обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети – объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры. 
 
 
 
 
 

      3. Типы сетей 

      Компьютерные  сети разделяются на два типа:

• одноранговые (peer-to-peer);
• на основе сервера (server based).

      В одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров  и нет выделенного (dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа – это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров.

      Одноранговая  сеть характеризуется рядом стандартных решений:

• компьютеры расположены на рабочих столах пользователей;
• пользователи сами выступают в роли администраторов и обеспечивают защиту информации;
• для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система.

      Достоинства одноранговых сетей:

• наиболее просты в установке и эксплуатации;
• операционные системы DOS и Windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть;
• возможность использования каждым пользователем ресурсов других компьютеров;
• удобство и простота работы пользователей в сети.

      Недостатки:

• операционная система, поддерживающая работу сети, устанавливается на каждом компьютере;
• в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации.

      Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством  компьютеров.

      Если  к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. 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). В таких сетях может быть один или несколько серверов в зависимости от объема сетевого трафика, количества периферийных устройств и т.п. Например, в одной сети могут присутствовать принт-сервер, коммуникационный сервер и сервер базы данных. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией. Сервер – это постоянное хранилище разделяемых ресурсов. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. 

      

• Принт-серверы и файл-серверы. Управляют доступом пользователей соответственно к принтерам и файлам.
• Коммуникационные серверы. Управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через модем и телефонную линию.

      Кроме перечисленных выше серверов существуют:

• Серверы приложений;
• Почтовые серверы;
• Факс-серверы.

      Модель  сети на основе сервера является наиболее предпочтительной, так как позволяет создать наиболее устойчивую структуру сети и более рационально распределить ресурсы. Также достоинствами такой сети являются:

• более высокий уровень защиты данных;
• более эффективное централизованное управление сетью;
• рабочие станции могут быть достаточно простыми и дешевыми;
• - операционная система, поддерживающая работу сети, может устанавливаться только на сервере.

 

      К недостаткам сетей на основе сервера, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

• необходимость дополнительной ОС для сервера.
• более высокая сложность установки и модернизации сети.
• необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера

      Существуют  также комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. Комбинированные сети – наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      4. Топология сетей 

      Термин  топология, или топология сети, характеризует  физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология – это стандартный термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети. Кроме термина топология, для описания физической компоновки употребляют также следующее:

• физическое расположение;
• компоновка;
• диаграмма;
• карта.