 |
|
Глобальные и локальные сети. Современные тенденции развития.
Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. Особенности и ограничения, связанные с передачей данных, часто являются принципиальными и влияют на концепции построения ВС. В зависимости от территориальной протяженности ВС делят на локальные (ЛВС) и глобальные (ГВС).
Основные отличия между ЛВС и ГВС:
- скорость передачи сообщений между конечными узлами;
- диаметр сети или протяженность каналов связи;
- конфигурация связей;
- количество узлов сети.
Исторически глобальные сети возникли раньше, что связано с эволюцией ЭВМ. Первые ЭВМ — большие системы, обычно не более одной на организацию или научный центр. Со временем возникла необходимость обмена данными между научными центрами или госучреждениями, то есть передача информации на большие расстояния. Эти причины привели к созданию глобальных сетей, охватывающих любые пространства. Линии связи дороги, а пользователей много. Следовательно, нужно уменьшить количество передаваемой вспомогательной информации. В локальных сетях эта проблема остро не стоит. Стоимость передачи единицы информации здесь гораздо меньше, так как каналы связи принадлежат только одному предприятию, расстояния гораздо меньше и технологии передачи дешевле. Соответственно и скорость гораздо выше между конечными узлами в ЛВС. В частности, это относится к проблеме затухания сигнала. Если расстояние большое, то сигнал следует создавать в виде гармоники определенной частоты, попадающей в полосу пропускания данного проводника (медь и подобные). Кодирование и декодирование сигнала усложняется. А в локальных сетях можно передавать импульсы прямоугольной формы, так как расстояние между узлами — сотни метров. На большое расстояние такой сигнал передать невозможно. Прямоугольные сигналы легче декодировать, и скорость передачи может быть выше. Что касается конфигурации связей, то в ГВС конфигурацию можно назвать случайной, то есть между двумя узлами может быть множество путей. В ЛВС обычно используются стандартные технологии, достаточно жестко фиксирующие вид и конфигурацию связей между узлами. Наиболее часто встречаются следующие конфигурации:
- звезда;
- шина;
- кольцо;
- древовидная;
- комбинированные.
Отсюда можно сделать вывод, что задача маршрутизации в глобальных сетях сложнее, чем в локальных. И последнее, количество узлов в глобальной сети неограниченно, в то время как в локальных сетях количество узлов ограничивается применяемой стандартной технологией во избежание такой проблемы, как перенаселенность сети (congestion error). Из проведенного сравнения видно, что в глобальных сетях многие вопросы решать сложнее, что отражается на качестве и разнообразии сетевых служб. Так, например, в глобальных сетях достаточно сложно организовать процесс обработки данных в реальном режиме времени. Решение такой задачи, как просмотр всех имеющихся сетевых ресурсов, проблематично, а в локальной сети тривиально. После соединения с удаленным ресурсом в ЛВС пользователь может работать с помощью известного набора команд и прикладного ПО, тогда как работа в ГВС требует определенного набора специфических знаний. Особенно это отличие было заметно на первоначальном этапе развития ВС. Несмотря на различия, глобальные и локальные сети являются разновидностями систем одного класса — вычислительных сетей. Поэтому при создании ЛВС и ГВС приходится решать одни и те же задачи, но, возможно, в разных масштабах и разными средствами. В определенной степени ЛВС являются подмножеством ГВС, так как возникли позднее и переняли от ГВС ряд уже созданных технологий. В настоящее время наблюдается тенденция к сближению технологий ГВС и ЛВС. Предпосылки этого сближения изложены ниже. Во-первых, увеличивается пропускная способность каналов связи, используемых глобальными сетями. Вследствие этого появляется возможность организации работы в глобальных сетях с приближением к реальному режиму времени. Технологически это основывается на средствах оптической передачи данных. Цена оптоволоконных проводников сравнилась с электрическими проводниками высших категорий (витая пара 6 категории, максимальная пропускная способность ~1 Гб/с при длине 100 м, в то время как эта же характеристика оптоволоконных проводников ~10 Гб/с на 2–3 км). Однако препятствия заключаются в дороговизне оборудования и монтажа, со временем и эта проблема будет снята. Во-вторых, в локальных сетях возникают проблемы масштабирования из-за ограничений на количество узлов в сети. С возникновением корпоративных сетей появилась необходимость решения, позволяющего обойти эти ограничения. В глобальных сетях подобная задача решалась изначально. Многие из этих решений переносятся в ЛВС. Одним из таких примеров может служить перенос стека протоколов TCP/IP в локальные сети. Этот протокол обеспечивает широкие возможности по масштабированию сетей, однако, требует более сложного администрирования. На заре современных локальных сетей в 80-е годы рабочие станции не были настолько мощны, чтобы программно поддерживать функциональность стека TCP/IP. Поэтому использовались более простые и эффективные протоколы (IPX/SPX). Современные ПК превосходят своих предшественников по производительности в десятки и сотни раз, и это ограничение не играет роли. Наряду с технологиями низкого уровня переносятся и технологии высокого уровня. Возникло такое понятие, как сеть интранет, то есть локальные или корпоративные, в своей основе, сети, но использующие такие технологии, как WWW, электронную почту, FTP для решения внутренних задач. Выгоды поддержки технологий глобальных сетей очевидны. Эта отрасль бурно развивается, появляются новые технологии, причем на открытой основе, то есть распространяются фактически бесплатно. Этот конгломерат технологий способен решать самые разные задачи. Создав в своих программных продуктах возможности работы с технологиями ГВС, производители обеспечивают успех за счет совместимости с другими продуктами и возможности дальнейшего развития.