1.2. Структурная организация компьютерной сети

1.2.1. Сети разного масштаба

Организация сети и ее структура непосредственно зависят от используемых компьютеров и расстояний между ними. Наиболее очевидны различия в организации сетей разных масштабов. Принято различать сети:

1. Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) – позволяют организовать взаимодействие между абонентами на больших расстояниях. Эти сети работают на относительно низких скоростях и могут вносить значительные задержки в передачу информации. Протяженность глобальных сетей может составлять тысячи километров. Поэтому они, так или иначе, интегрированы с сетями масштаба страны.

2. Городские сети (MAN, Metropolitan Area Network) – позволяют взаимодействовать на территориальных образованиях меньших размеров на скоростях от средних до высоких. Они меньше замедляют передачу данных, чем глобальные, но не могут обеспечить взаимодействовать на больших расстояниях. Протяженность городских сетей находится в пределах от десятков до сотен километров.

3. Локальные вычислительные сети (ЛВС) – обеспечивают наивысшую скорость обмена информацией между компьютерами. Типичная локальная сеть занимает пространство в одно здание. Протяженность локальных сетей составляет около одного километра. Их основное назначение состоит в объединение пользователей для совместной работы. Такие сети организуются внутри здания, этажа или комнаты.

Для сетей разных масштабов свойственны разные способы организации. Причин тому несколько, среди них на первом месте стоит качество линии передачи данных, обусловленное ограниченностью скорости передачи сигнала, отношением сигнал/шум и т.д. В результате с увеличением масштаба сети диапазон используемых скоростей передачи смещается вниз. Кроме того, в случае, например, локальных сетей, запас скорости передачи данных позволяет использовать такие варианты организации и режимов работы сети, которые вряд ли могли бы применяться в глобальных сетях. Так, из двух основных режимов передачи данных – вещательного и "точка-точка", первый широко используется в локальных сетях, а второй – в глобальных.

1.2.2. Среды передачи данных

Передача данных может происходить по кабелю (в этом случае говорят об ограниченной или кабельной среде передачи) и с помощью электромагнитных волн той или иной природы – инфракрасных, микроволн, радиоволн, – распространяющихся в пространстве (неограниченная среда передачи, беспроводные сети).

В большинстве случаев кабельные среды удобнее, надежнее и выгоднее неограниченных. Как правило, кабель и сопутствующее сетевое оборудование стоит гораздо дешевле оборудования для беспроводных сетей, а скорость передачи данных по кабелю выше. Тем не менее, в некоторых случаях прокладка кабеля либо технически затруднена (например, водные преграды), либо экономически неоправданна (стоимость прокладки кабеля высока, а большая скорость передачи не требуется), либо сталкивается с организационными или иными проблемами (например, необходимо проложить траншею через оживленную магистраль в центре города, на что очень сложно получить согласие городских властей). Кроме того, может появиться необходимость подключения к сети пользователей, по роду деятельности часто меняющих местонахождение (например, кладовщики на большом складе). Во всех подобных (и многих других) случаях могут использоваться беспроводные сети.

Кабельные среды по используемому материалу делятся на “медные” (в самом деле, проводящие жилы таких кабелей могут содержать не только медь, но и другие металлы и их сплавы) и оптические (оптоволоконные, проводящая жила изготавливается из оптически прозрачных материалов – кварца или полимеров). Медные кабели бывают симметричными (все проводники одинаковы, например, витая пара проводников) и асимметричными (например, коаксиальный кабель, состоящий из изолированных друг от друга центральной жилы и оплетки). Оптические кабели различаются по соотношению между толщиной проводящей жилы и несущей частотой передачи данных. Тонкие жилы, диаметр сечения которой сравним с длиной волны несущей частоты, образуют одномодовые кабели (типичная толщина 8-10 мкм), а более толстые – многомодовые (до 50-60 мкм).

При построении беспроводных сетей, как правило, применяется одна из трех технологий: передача в инфракрасном диапазоне, передача данных с помощью узкополосных радиосигналов и передача данных с помощью радиосигналов с распределенным спектром.