Різні поняття мереж (комунікаційна мережа та інформаційна мережа.)
Розрізняють два поняття мережі: комунікаційна мережа та інформаційна мережа (рис. 17).
Комунікаційна мережа призначена для передачі даних, також вона виконує задачі, пов’язані з перетворенням даних. Комунікаційні мережі розрізняються за типом використаних фізичних засобів з’єднання.
Інформаційна мережа призначена для зберігання інформації і складається з інформаційних систем. На базі комунікаційної мережі може бути побудована група інформаційних мереж.
Інформаційна система – це система, що є постачальником або споживачем інформації.
Рисунок 17 – Інформаційні і комунікаційні мережі
Комп’ютерна мережа складається з інформаційних систем та каналів зв’язку. Під інформаційною системою належно розуміти об’єкт, що здатний забезпечувати зберігання, обробку або передачу інформації. До складу інформаційної системи входять: комп’ютери, програми, користувачі та інші складові, призначені для процесу обробки та передачі даних. В подальшому інформаційна система, що призначена для вирішення задач користувача, буде називатись робоча станція (client).
Робоча станція в мережі відрізняється від звичайного ПК наявністю мережної карти (мережного адаптера), каналу для передачі даних та мережного програмного забезпечення.
Комп'ютер, що надає свої ресурси в мережу для загального користування, називається сервером, а комп'ютер, що використовує ресурси мережі, – робочою станцією, або клієнтом.
Одноранговою (peer-to-peer network) називається мережа, у якій усі вузли (комп'ютери) мережі виконують однакові комунікаційні функції. Комп'ютери в однорангових мережах виступають одночасно й у ролі сервера, і в ролі клієнта.
Мережа «клієнт-сервер» (client-server network) – це мережа, у якій мережні ресурси сконцентровані на одному комп'ютері, що називається виділеним сервером.
Топології мереж, види топології.
Топологія (конфігурація) – це засіб з’єднання комп’ютерів у мережу. Тип топології визначає вартість, захищеність, надійність експлуатації робочих станцій, для яких має значення час звернення до файлового сервера.
Визначення топології широко використовується при створенні мереж. Одним із підходів до класифікації топології ЛОМ є виділення двох основних класів топології: послідовні та широкомовні.
В широкомовній топології ПК передає сигнали, які можуть бути прийняті іншими ПК. До такої типології відносяться типології: загальна шина, дерево, зірка.
В послідовній топології інформація передається лише одному ПК. Прикладами такої топології є: довільна (довільне з’єднання ПК), кільце, ланцюг.
При виборі оптимальної топології переслідується три основних мети:
забезпечення альтернативної маршрутизації та максимальної надійності передачі даних;
вибір оптимального маршруту передачі блоків даних;
надання сприятливого часу відповіді і потрібної пропускної спроможності.
При виборі конкретного типу мережі важливо враховувати її топологію. Основною мережною топологією є: шинна (лінійна) топологія, зіркоподібна, кільцева та деревоподібна.
Наприклад, в конфігурації мережі ArcNet використовується одночасно і лінійна, і зіркоподібна топологія. Мережі Token Ring фізично має вигляд, як і зірочка, проте логічно їх пакети передаються за кільцем. Передача даних в мережі Ethernet проходить по лінійній шині так, що всі станції бачать сигнал одночасно.
Види топологій:
Існує п’ять основних топологій (рис. 18):
загальна шина (Bus);
кільце (Ring);
зірочка (Star);
деревоподібна (Tree);
коміркова (Mesh).
Топологія «шина» (магістральна топологія) – мережа, у якій усі комп'ютери приєднані до одного каналу зв'язку (магістралі, шини).
Топологія «кільце» (ring topology) – мережа, у якій кожний комп'ютер поєднаний із двома сусідніми комп'ютерами кільця.
Топологія «зірка» (star topology) – мережа, у якій кожний комп'ютер поєднаний із центральною станцією (спеціальним пристроєм) – концентратором (hub) або комутатором (switch).
Крім цих основних топологій існують інші топології («ієрархічна зірка», «коміркова топологія» тощо), що є комбінацією основних топологій.
Рисунок 18 – Типи топології
Міжнародна комп’ютерна мережа Internet.
Об'єднання комп'ютерів, розташованих в безпосередній близькості один від одного (у одному або в декількох сусідніх будівлях), за допомогою спеціальних кабелів і програм управління прийнято називати локальною мережею. Якщо ж в загальну мережу об'єднуються комп'ютери або локальні мережі, віддалені один від одного на значні відстані (в межах одного або декількох держав), таку структуру іменують розподіленою або територіальною мережею.
Глобальні мережі – це розподілені мережі усесвітнього масштабу. Найвідомішою і доступнішою глобальною мережею є Інтернет (Internet). Мережа Інтернет не є стійкою структурою, вона постійно змінюється самими користувачами мережі, число яких вже обчислюється мільйонами.
Найважливіша особливість цієї глобальної мережі: відсутність централізованого управління.
Наслідком цього є абсолютна свобода інформаційного простору. Ця обставина провокує нескінченні спори про цензуру в мережі. Хоча, поза сумнівом, саме необмежена свобода і привертає маси користувачів Інтернету.
Прообразом сучасної мережі Інтернет прийнято рахувати американську військово-промислову територіальну мережу ARPA. ARPA – Advanced Research Project Agency (Агентство по Передових Дослідницьких Проектах) – один з підрозділів Міністерства Оборони США, в надрах якого 2 січня 1969 р., після п'ятирічних дебатів, було ухвалено рішення про початок роботи над проектом по створенню мережі комп'ютерів оборонних організацій (ARPANet). Мережа повинна зберігати працездатність в умовах ядерної атаки. До 1972 р. сорок комп'ютерних центрів могли обмінюватися між собою електронною поштою, здійснювати сеанси роботи з видаленими на декілька сотень і тисячі кілометрів машинами і передавати файли даними.
Ідеологічна основа проекту: відсутність загального центру управління, повна самостійність кожного сегменту. Обмін інформацією між вузлами мережі з гарантованою доставкою повідомлень забезпечувався спеціальним набором протоколів TCP/IP. Повідомлення для передачі розбиваються на невеликі специфіковані елементи, названі пакетами. Кожен пакет має інформацію про адресу призначення, доставка повідомлення забезпечується тим, що кожен вузол має можливість посилати (або переадресовувати) пакети по мережі до місця призначення. При цьому вузол сам вибирає найбільш швидкий шлях для кожного пакету відповідно до стану сусідніх ділянок мережі. Таким чином, можлива ситуація, коли різні частини файлу (пакети) добираються до адресата різними шляхами, при цьому його остаточна збірка відбувається на комп'ютері одержувача (рис. 19).
Рисунок 19– Схема, що ілюструє рух пакетів з даними в мережі Інтернет
Крім того, були розроблені ряд стандартних утиліт для передачі файлів (FTP), для дистанційного запуску програм (Telnet) і для обміну електронною поштою (SMTP). У 1990 р. цей процес був повністю завершений. Тоді ж Federal Networking Council (Федеральна Рада з Інформаційних Мереж) відмінила вимогу, що полягала в тому що для під'єднування до Інтернет була необхідна рекомендація якого-небудь державного органу США. Це рішення послужило початком епохи комерціалізації Інтернету, оскільки тепер будь-яка організація могла дістати доступ Інтернет без яких або серйозних обмовок або обґрунтувань. З 1992 р. Інтернет подвоює свої ресурси кожні півроку. Розумна оцінка числа комп'ютерів, підключених в мережу Інтернет в 1995 р. – 6,5 млн, в березні 2001 р. – 379 млн. Реальну статистику числа комп'ютерів в мережі Інтернет і числа серверів отримати вельми важко, оскільки ці дані міняються практично щодня. По прогнозах аналітиків, в 2003 р. користувачів Мережі буде порядка 500-600 млн, а в 2005 році – більше 800 млн. чоловік.
Інтернет можна розглядати як сукупність мільйонів вузлів, зв'язаних один з одним всілякими лініями зв'язку (рис. 20). При цьому, вузлом може бути як окремий комп'ютер, так і локальна мережа. Взаємодія вузлів не залежить від типів комп'ютерів, їх архітектури і операційних систем, а також фізичної реалізації зв'язку між ними. Обмін інформацією між вузлами Мережі відбувається за допомогою спеціальних протоколів – своєрідних розпоряджень до взаєморозуміння. При цьому проблеми окремого вузла не можуть глобально вплинути на Мережу. Щоб уникнути плутанини при передачі інформації ведеться контроль лише за унікальністю імені вузла (адреси).
Рисунок 20 – Інтернет як сукупність вузлів, зв'язаних один з одним всілякими лініями зв'язку.
Як правило, Інтернет ще розглядають як якийсь інформаційний простір, що складається з великої кількості взаємозв'язаних сервісів (послуг, служб). Їх приблизно можна розділити на інтерактивних (on-line), прямі, і відкладеного читання (off-line). Найбільш проста аналогія – телефон, факс і поштове відправлення відповідно. Всі ці сервіси мають свої назви.
Доступ до Інтернету забезпечують спеціальні організації, що надають кінцевим користувачам вихід в Інтернет через свою локальну мережу. Вони називаються постачальниками послуг Інтернету, або провайдерами (Internet service provider). За допомогою власного або орендованого каналу зв'язку провайдер приєднується до опорного каналу та стає комп'ютерним вузлом, до якого підходить цей канал. Комп'ютерна мережа провайдера постійно підключена до Інтернету. Провайдер дозволяє використовувати ресурси свого вузла іншим комп'ютерам мережі, а також надає інформацію, яка зберігається на його серверах, можливість роботи з сервісами Інтернету (електрона пошта, WWW, групи новин тощо).