10. Сетевые информационные технологии. Локальные вычислительные сети

10.1. ЛВС — информационно-вычислительные системы. Классификация ЛВС

Развитие средств вычислительной техники привело к созданию нового типа информационно-вычислительных систем под названием локальная вычислительная сеть (ЛВС). ЛВС является эффективным способом построения сложных систем управления различными производственными подразделениями. ЛВС интенсивно внедряются в медицину, сельское хозяйство, образование, науку и др.

ЛВС — набор аппаратных средств и алгоритмов, обеспечивающих соединение компьютеров, других периферийных устройств (принтеров, дисковых контроллеров и т. п.) и позволяющих им совместно использовать общую дисковую память, периферийные устройства, обмениваться данными.

ЛВС создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

Использование компьютерных сетей имеет множество преимуществ:

снижение затрат за счет коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств;

стандартизация приложений – все пользователи работают на одном и том же ПО (программном обеспечении), «говорят на одном языке»;

оперативность получения информации без отрыва от рабочих мест;

эффективное взаимодействие и планирование рабочего времени (проведении дискуссий, оперативных совещаний без отрыва от рабочих мест).

Общими компонентами всех сетей являются:

1. Серверы (server) – компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям.

2. Клиенты (client), рабочие станции – компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемыми сервером (серверами).

3. Среда (media) – средства передачи информации.

4. Совместно используемые данные – файлы, передаваемые серверами по сети.

5. Совместно используемые периферийные устройства.

В настоящее время информационно-вычислительные системы принято делить на три основных типа:

1. LAN (Lokal Area Network) — локальная сеть в пределах предприятия, учреждения, одной организации.

Название LAN —Lokal Area Network соответствует объединению компьютеров, расположенных на сравнительно небольшой территории (одного предприятия, офиса, одной комнаты). Существующие стандарты для ЛВС обеспечивают связь между компьютерами на расстоянии от 2,5 до 6 км (Ethernet и ARCNET, соответственно).

Самая простая сеть (англ. Network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) основываются именно на этом простом принципе.

Существует два основных типа сетей: одноранговые и сети на основе сервера.

В одноранговой сети все компьютеры равноправны, т. е. нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (англ. dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер. Все пользователи самостоятельно решают, какие данные на своем компьютере сделать общедоступным по сети. На сегодняшний день одноранговые сети бесперспективны. Если к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной.

Поэтому большинство сетей используют выделенные серверы. Выделенным называется такой сервер, который функционирует только как сервер (исключая функции клиента или рабочей станции). Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления защитой файлов и каталогов. Сети на основе сервера стали промышленным стандартом. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера.

В производственной практике ЛВС играют очень большую роль. Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры, расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую систему. Все ЛВС работают в одном стандарте, принятом для компьютерных сетей, в стандарте Open Systems Interconnection (OSI).

2. MAN (Metropolitan Area Network) — городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области и т.п..

3. WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, соединяющая абонентов страны, континента, всего мира.

Для работы в глобальной сети требуется модем. При этом асинхронная передача каждого символа (буквы или цифры) осуществляется с помощью десяти битов (8 бит требуется для передачи символа и два бита служебных — стартовый и стоповый).

Таким образом, при скорости передачи данных 28800 бит/с в линию передается 2880 символов в секунду. При такой скорости передачи данных для пересылки одной страницы текста, содержащей 3000 символов, потребуется чуть больше одной секунды.

Скорость работы современных модемов различна. Разработаны про­мышленные модели модемов, работающие со скоростями 14400 бит/с, 16800 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с и 56000 бит/с.

В настоящее время в мире зарегистрировано более 200 глобальных се­тей. Глобальные сети (как и локальные) состоят из компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальные вычислительные сети (ГВС) всего мира объедены между собой с помощью Internet.

Для работы в ГВС пользователю необходимо иметь соответствующее аппаратное и программное обеспечение. В простейшем случае из аппаратных средств нужно дополнительно установить модем, с помощью которого осуществляется связь по телефонной линии (например, из квартиры).

Программное обеспечение делится на два класса:

1) программы-серверы, размещенные на том узле сети, который обслуживает компьютер пользователя;

2) программы-клиенты, которые находятся на компьютере пользователя и пользуются услугами сервера.

Глобальные сети предоставляют пользователям разнообразные услуги:

работа с распределенными базами данных,

электронная почта,

телеконференции,

общение в реальном масштабе времени,

пересылка файлов и т. д.

Каждая услуга (иногда говорят «служба», «сервис») работает по определенным правилам (протоколам).

Для реализации каждой сетевой услуги требуются своя программа-сервер и своя программа-клиент. Например, существуют почтовые серверы и клиенты, серверы и клиенты телеконференций (новостей).

В то же время современные программы-навигаторы (исследователи, браузеры, обозреватели) постепенно берут на себя функции отдельных служб глобальной

сети и становятся «универсальными» клиентами.

Термин «сервер» имеет второе значение. Сервером называют также и компьютер, на котором установлены программы-серверы. На одном сервере-компьютере может работать сразу несколько программ-серверов. Чаще всего мы будем понимать под термином «сервер» некий компьютер.

Информационные системы, в которых средства передачи данных принадлежат одной компании и используются только для нужд этой компании, принято называть Сеть Масштаба Предприятия или Корпоративная Сеть (Enterprise Network). Для автоматизации работы производственных предприятий часто используются системы на базе протоколов MAP/TOP:

MAP (Manufacturing Automation Protocol) — протокол для производственных предприятий, заводов (выполняется автоматизация работы конструкторских отделов и производственных, технологических цехов). МАР позволяет создать единую технологическую цепочку от конструктора, разработавшего деталь, до оборудования, на котором изготавливают эту деталь.

TOP (Technical and Office Protocol) — протокол автоматизации технического и административного учреждения.

МАР/ТОР — системы, полностью автоматизирующие работу производственного предприятия.