29 Компьютерные сети. Основные понятия: определение компьютерной сети, ее состав; определение коммуникационной сети и ее основные компоненты.

Компьютерная сеть – совокупность компьютеров, соединенных с помощью сети передачи данных в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.

Кроме термина компьютерная сеть используется также понятие вычислительная сеть. Компьютерная сеть состоит из:

• сети передачи данных, включающей в себя каналы передачи данных и средства коммутации;

• компьютеров, связанных сетью передачи данных;

• сетевого программного обеспечения.

Канал связи – среда передачи сигналов между двумя устройствами активного оборудования, включающая линию, абонентские и сетевые кабели.

Основными компонентами компьютерной сети являются:

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. Абонентами сети могут быть отдельные компьютеры, компьютерные комплексы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т. д.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции передачи и приема информации.

Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая среда передачи.

Физическая среда передачи – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных. В качестве среды передачи данных в компьютерных сетях используются различные виды кабелей, телефонные линии, радиоканалы, каналы спутниковой связи.

На базе физической среды передачи строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентами сети. Коммуникационная сеть включает следующие компоненты: передатчик, приемник, сообщение, средства передачи.

Передатчик – устройство, являющееся источником данных. В компьютерных сетях передатчиком обычно является компьютер.

Приемник – устройство, принимающее данные. Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи. Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст, звук или изображение.

Средства передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Соединенные в сеть компьютеры обмениваются сообщениями и совместно используют среду передачи данных, периферийное оборудование и устройства хранения информации.

30 Преимущества соединения компьютеров в сеть. Основные характеристики качества работы сети

Возможность соединения компьютеров в сеть позволила сделать процесс обработки данных значительно более эффективным благодаря следующим преимуществам компьютерных сетей:

1. Компьютерная сеть позволяет совместно использовать периферийные устройства;

2. Компьютерная сеть позволяет совместно использовать информационные ресурсы:    папки,  файлы, прикладные программы т. д.

3. Компьютерная сеть позволяет работать с многопользовательскими программами, обеспечивающими например, одновременный доступ всех пользователей к общим базам данных с блокировкой файлов и записей, обеспечивающей целостность данных.

4. Любые программы, разработанные для стандартных компьютерных сетей, можно использовать в любой сети.

Основные характеристики качества работы сети:

• скорость передачи данных;

• пропускная способность;

• достоверность;

• надежность канала связи.

1) Скорость передачи данных  в сети определяется количеством информации, проходящей через линию связи за единицу времени. Для ее измерения в технике введена специальная величина – бит в секунду, но поскольку эта величина очень мала, то обычно используются величины Мбит/сек (мегабит в секунду) или Гбит/сек.

2) Пропускная способность — максимально возможная скорость обработки трафика, определенная стандартом технологии, на которой построена сеть. Сетевой трафик – это поток информации, передаваемый по сети. Трафик кроме полезной информации включает и служебную, необходимую для организации взаимодействия узлов сети. Пропускная способность отражает максимально возможный объем данных, передаваемый сетью или ее частью в единицу времени и измеряется либо в битах в секунду, либо в пакетах в секунду.

3) Достоверность передачи информации оценивают как отношение количества ошибочно переданных знаков к общему числу знаков. Требуемый уровень достоверности должны обеспечивать как аппаратура, так и канал связи. Единица измерения достоверности: количество ошибок на знак. (10^-6-10^-7)

4) Надежность компьютерной сети определяется либо долей времени исправного состояния в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Единица измерения надежности: среднее время безотказной работы в часах.

31 Классификация сетей по территориальному признаку и ведомственной принадлежности

Рассмотрим классификацию компьютерных сетей по территориальному признаку. Масштабы компьютерной сети зависят от количества компьютеров и другого сетевого оборудования объединенных в  ней, а также от их расположения и территориальной удаленности. Обычно компьютерные сети разделяют на: 

1) Локальные Вычислительные Сети (ЛВС) – LAN (Local-Area Network). Объединяют компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве (обычно в пределах двух километров). Для них необходима прокладка специализированной кабельной системы.  Положение возможных точек подключения абонентов ограничено этой кабельной системой.  

2) Глобальные Вычислительные Сети (ГВС) – GAN (Global-Area Network). Объединяют компьютеры, расположенные на большом удалении друг от друга, в том числе расположенные в разных странах и на разных континентах при помощи специального коммутационного оборудования.

Примером глобальной сети может быть сеть Internet, для работы которой широко применяется спутниковая связь.

Между ЛВС и ГВС находятся следующие категории сетей:

• Кампусная сеть – CAN (Campus-Area Network). Объединяет ЛВС в близко расположенных зданиях.

• Сеть городского масштаба –MAN (Metropolitan-Area Network). это Объединение расширенных локальных сетей предприятий между собой в пределах района города.

• Широкомасштабная сеть – WAN (Wide-Area Network) это Объединение сетей в пределах крупного мегаполиса.

По ведомственной принадлежности различают:

1. Ведомственные сети принадлежат одной организации и располагаются на ее территории. Это может быть локальная сеть предприятия.

2. Корпоративные сети – это несколько отделений одной кампании, расположенные на территории города, области, страны или государства.

3. Государственные сети используются в государственных структурах.

32 Топологии компьютерных сетей: определение; виды топологий; общие схемы и краткие характеристики.

Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы:

• оконечные, расположенные в конце только одной ветви;

• промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви;

смежные – такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией. Топология (от греч. topos – место и ... логия), раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, т. е. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Вид топологии определяет состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, а также способ управления сетью. Топология определяет вид кабеля, способ его прокладки и способ взаимодействия компьютеров.

Рассмотрим Наиболее распространенные виды топологий сетей: