 |
|
Классификация компьютерных сетей
Компьютерные сети
Понятие компьютерных сетей
Компьютерной сетьюназывается совокупность компьютеров, взаимосвязанных через каналы передачи данных, обеспечивающих пользователей средствами обмена информации и коллективного использования ресурсов сети.
Назначение всех видов компьютерных сетей определяется двумя функциями:
· обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;
· обеспечение совместного доступа к ресурсам данных.
Компьютерные сети включают в себя три составляющих:
· Техническое обеспечение –это ЭВМ различных типов, средства связи, оборудование абонентских пунктов. Основные требования, которые предъявляются к техническому обеспечению сети, это универсальность, и модульность, обеспечивающая возможность наращивания и изменения конфигурации сети.
· Информационное обеспечение сети представляет собой единый информационный фонд, ориентированный на решаемые в сети задачи. В состав информационного обеспечения входят база знаний, банки данных и т.д.
· Программное обеспечение сети предназначено для организации коллективного доступа к ее ресурсам, динамического распределения и перераспределения ресурсов сети с целью максимальной загрузки технических средств. Основным компонентом программного обеспечения сети являются сетевые операционные системы,которые представляют собой комплекс управляющих и обслуживающих программ.
Основные характеристики компьютерных сетей
Для оценки качества компьютерной сети можно использовать следующие характеристики.
· Скорость передачи данных по каналу связи- измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени. Единица измерения скорости передачи данных - Мегабит в секунду (Мбит/с). Скорость передачи данных зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модемов.
· Пропускная способность канала связи - оценивается количеством знаков, передаваемых по каналу за единицу времени. Теоретическая пропускная способность определяется скоростью передачи данных. Единица измерения пропускной способности канала связи – количество знаков в секунду.
· Достоверность передачи информации - оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Единица измерения достоверности – количество ошибок на знак.
· Надежность коммуникационной сети определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности - среднее время безотказной работы в час.
· Время реакции сети – это время, затрачиваемое программным обеспечением и устройствами сети на подготовку к передаче информации по данному каналу. Время реакции сети измеряется миллисекундах.
Классификация компьютерных сетей
Современные сети можно классифицировать по различным признакам:
По удаленности компьютеров:
· Локальные LAN(Local Area Network) - сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации. Компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.
· Региональные MAN(Metropolitan Area Network) - объединяют пользователей области, города, небольших стран. В качестве каналов связи используются телефонные линии. Расстояние между узлами сети составляет от 10 до 1000 км.
· Глобальные WAN (Wide Area Network) - включают другие глобальные сети, локальные сети, а также отдельно подключаемые к ней компьютеры.
По назначению и перечню предоставляемых услуг:
· Общее использование файлов и принтеров - с помощью специальной ЭВМ (файл-сервер, принтер-сервер) организуется доступ пользователей к файлам и принтерам.
· Общее использование баз данных - с помощью специальной ЭВМ (сервер баз данных) организуется доступ пользователей к базе данных.
· Применение технологий Интернет - электронная почта, Всемирная паутина, телеконференции, видеоконференции, передача файлов через Интернет.
По способу организации взаимодействия:
· Одноранговые сети - все компьютеры одноранговой сети равноправны, при этом любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере. Главное достоинство одноранговых сетей – это простота установки и эксплуатации. Главный недостаток состоит в том, что в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
· Сети с выделенным сервером (иерархические сети) - при установке сети заранее выделяются один или несколько серверов - компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией. Сам сервер может быть клиентом только сервера более высокого уровня иерархии. 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:
· Необходимость дополнительной ОС для сервера.
· Более высокая сложность установки и модернизации сети.
· Необходимость выделения отдельного компьютера в качестве сервера
По технологии использования сервера:
· Сети с архитектуройфайл-сервер - 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.
· Сети с архитектуройклиент-сервер - между приложением-клиентом и приложением-сервером осуществляется обмен данными. Хранение данных и их обработка производится на мощном сервере, который выполняет также контроль за доступом к ресурсам и данным. Рабочая станция получает только результаты запроса.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные:
· Низкоскоростные сети - до 10 Мбит/с;
· Среднескоростные сети- до 100 Мбит/с;
· Высокоскоростные сети - свыше 100 Мбит/с.
По типу среды передачи сети разделяются на
· Проводные (на коаксиальном кабеле, на витой паре, оптоволоконные);
· Беспроводные с передачей информации по радиоканалам или в инфракрасном диапазоне.
По топологии (как соединены компьютеры между собой):
· Общая шина
· Звезда
· Кольцо
Топология сетей
Топологией сетиназывается физическую или электрическую конфигурацию кабельной системы и соединений сети. В топологии сетей применяют несколько специализированных терминов:
· узел сети - компьютер, либо коммутирующее устройство сети;
· ветвь сети - путь, соединяющий два смежных узла;
· оконечный узел - узел, расположенный в конце только одной ветви;
· промежуточный узел - узел, расположенный на концах более чем одной ветви;
· смежные узлы - узлы, соединенные, по крайней мере, одним путём, не содержащим никаких других узлов.
Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов. Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети, образуются путем соответствующей настройки оборудования.
Существует три основных типа физической топологии локальных вычислительных сетей:
Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой, т.е. кабелем передающей среды. В такой сети к каждому узлу присоединены две и только две ветви. Информация по кольцу передаётся от узла к узлу, как правило, в одном направлении. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознаёт и получает только адресованные ему сообщения. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Преимущество данной топологии - простота управления, недостаток - возможность отказа всей сети при сбое в канале между двумя узлами.
Шинная топология одна из наиболее простых, реализуется с помощью кабеля, к которому подключаются все компьютеры. Все сигналы, передаваемые любым компьютером в сеть, идут по шине в обоих направлениях ко всем остальным компьютерам.
Топология звезда использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства, называемого хабом (hub) или концентратором. Концентратор транслирует сигналы, поступающие на любой из его портов, на все остальные порты, в результате чего сигналы, посылаемые одним узлом, достигают остальных компьютеров. В такой сети имеется только один промежуточный узел. Сеть на основе «звезды» более устойчива к повреждениям по сравнению сетью на базе шинной архитектуры, так как повреждение кабеля затрагивает непосредственно только тот компьютер, к которому он соединен, а не всю сеть.
В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно подсети, имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией:
Выбор той или иной топологии определяется областью применения сети, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.