Лекция 1. Характеристики компьютерных сетей

Лекция 1. Характеристики компьютерных сетей
По территориальному признаку компьютерные сети делят на локальные и глобальные.
Локальные сети
Локальные сети (LAN, Local Area Network) охватывают ресурсы, расположенные друг от
друга не более чем на несколько километров (чаще всего это одно-два здания и прилегающая к ним территория - например, локальная сеть школы, вуза, компьютерного клуба и
т.д.).
В зависимости от того, являются ли все компьютеры локальной сети равноправными или
имеется выделенный центральный компьютер (сервер), сети подразделяют на одноранговые, или сети с выделенным сервером.
В одноранговой сети все компьютеры выступают и в роли клиентов, и в роли серверов.
Все они равноправны и нет специального выделенного компьютера, на котором работает
программное обеспечение, обеспечивающее администрирование (управление) всей сети.
Каждый пользователь самостоятельно решает, какие ресурсы предоставить в распоряжение соседям по сети.
Сеть с выделенным сервером является более производительной. Вообще сервером
называется узел сети, который предоставляет свои ресурсы другим узлам (компьютерам
и т.д.), но сам при этом не использует их ресурсы.
Клиентом называется узел сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам
свои ресурсы в сеть не отдает (часто его еще называют рабочей станцией).
Выделенным сервером называется компьютер, который предназначен исключительно
для выполнения функций администрирования сети, управления потоками данных и их оптимизации.
Для решения этих задач на серверах устанавливается специальное программное обеспечение. Можно сказать, что сети с выделенными серверами представляют собой реализацию принципа разделения труда по отношению к компьютерам.
Помимо серверов, выполняющих функции управления, в сетях иногда используются специализированные серверы, предназначенные для решения определенного класса задач.
Вот примеры специализированных серверов:
Вид специализированных
Назначение
серверов
Файл-сервер
Хранение файлов и организации доступа к ним пользователей.
Должен обеспечивать надежное хранение и быстрый поиск
нужных файлов, корректно реализовывать возможность одновременного доступа нескольких пользователей к одному файлу.
Принт-сервер
Печать документов пользователей.
Сервер приложений
Быстрое выполнение программ (приложений) по запросу клиента. Хранение данных клиентов, необходимых для выполнения приложений.
Сервер баз данных
Хранение баз данных, их архивация, проверка на наличие
структурных ошибок. Выполнение запросов клиентов к базам
данных. Функционирует под управлением серверной части системы управления базами данных.
Почтовый сервер
Управление доставкой электронных почтовых сообщений в сети.
На практике часто используются комбинированные сети, в которых сервер управляет выполнением наиболее значительных и ресурсоемких приложений, отвечает за хранение
важной информации, а пользовательские компьютеры могут выступать не только в роли
клиентов, но предоставлять в совместное пользование менее значительные данные и
приложения.
Основными свойствами локальной сети являются:
высокая скорость передачи, большая пропускная способность;
низкий уровень ошибок передачи;
эффективный, быстродействующий механизм управления обменом;
ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети.
Глобальные сети
Для того, чтобы пользователи разных локальных сетей могли обмениваться информацией друг с другом, локальные сети объединяют в более крупные структуры – региональные
или корпоративные сети. Региональные сети представляют собой объединения локальных сетей, расположенных на территории одного региона — района, города, области или
республики.
В отличие от региональных, корпоративные сети строятся не по географическому, а по
организационному признаку. В корпоративную сеть входят локальные сети, принадлежащие одному владельцу – крупной корпорации или государственному учреждению.
Примеры корпоративных сетей: сеть, объединяющая центральный офис банка, его филиалы и банкоматы, сети военных ведомств и правоохранительных органов, в которые
входят локальные сети их подразделений.
К корпоративным сетям обычно предъявляются особенно высокие требования по обеспечению надежности передачи информации и ее защите от несанкционированного доступа.
Основными составляющими любой глобальной сети являются компьютерные узлы и каналы связи.
К узлам компьютерной сети подключаются как персональные компьютеры пользователей
так и целые организации через свою локальную сеть. В последнем случае к узлу подключается файл-сервер локальной сети.
Организация-владелец узла глобальной сети называется провайдером (анг. provider поставщик) сетевых услуг. Пользователь заключает договор с провайдером на подключение к его узлу и в дальнейшем оплачивает ему предоставляемые услуги.
Узел содержит один или несколько мощных компьютеров. Они называются хосткомпьютерами (англ. host – хозяин).
Городские сети
Не так давно к двум указанным типам сетей добавился еще один – городские сети (Metropolitan Area Network, MAN).такие сети предназначены для обеспечения взаимодействия
компьютеров и/или локальных сетей, рассредоточенных на территории крупного города (в
радиусе до 100 км). Для построения таких сетей используются достаточно качественные
цифровые линии связи, позволяющие осуществлять взаимодействие на относительно
высоких по сравнению с глобальными сетями скоростях.
Интернет
Самой разветвленной компьютерной сетью является всемирная глобальная сеть Интернет, объединяющая миллионы сетей различного уровня и предоставляющая их ресурсы
десяткам миллионов пользователей со всего земного шара.
Независимо от того, какую территорию покрывает сеть, какие технологические решения
лежат в основе ее организации, существуют общие принципы сетевого взаимодействия,
которым должно подчинятся функционирование сети. Именно выработка таких общих
правил способствовала в свое время появлению Интернет.
Подключение к глобальной сети может осуществляться одним из способов:
удаленный доступ по коммутируемой телефонной линии. В этом случае в распоряжении
пользователя должны быть модем. Модем, получив команду на установку связи, набирает телефонный номер провайдера, устанавливает соединение с модемом на другой стороне линии, а также преобразует подаваемую на него компьютером цифровую информацию в аналоговый сигнал (модуляция), и телефон. Аналоговый сигнал передается по
телефонной линии, а модем на принимающей стороне совершает обратное преобразование информации (демодуляцию).
прямой доступ по выделенному каналу. Данный способ дороже, чаще его используют те
или иные организации. В качестве выделенных каналов могут использоваться коаксиальные и оптоволоконные кабели, радиорелейные линии, спутниковая связь.
Чаще всего пользователи сети подключаются к узлу через коммутируемые (то есть переключаемые) телефонные линии. Для связи узловых компьютеров используются выделенные телефонные линии или радиосвязь. Если узлы расположены сравнительно недалеко
друг от друга, то связь между ними может быть организована по кабельным линиям –
электрическим или оптоволоконным. В последнее время в Интернет активно используется спутниковая радиосвязь.
Провайдеры соединены друг с другом скоростными каналами связи - спутниковыми или
кабельными.
В отличие от локальных сетей в глобальных сетях нет какого-либо единого центра управления. Основу сети составляют десятки и сотни тысяч компьютеров, соединенных теми
или иными каналами связи. Каждый компьютер имеет уникальный идентификатор, что
позволяет "проложить к нему маршрут" для доставки информации.
Обычно в глобальной сети объединяются компьютеры, работающие по разным правилам
(имеющие различную архитектуру, системное программное обеспечение и т.д.). Поэтому
для передачи информации из одного вида сетей в другой используются шлюзы (gateway)
- устройства (компьютеры), служащие для объединения сетей с совершенно различными
протоколами обмена.