20. Глобальне и локальнее компьютерные сети.

Глобальные сети (WAN, Wide Area Networks) позволяют организовать взаимодействие между компьюте­рами 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 и они интегрированы с сетями масштаба страны.

Локальные сети (LAN, Local Area Networks) обеспечивают наивысшую скорость обмена ин­формацией между компьютерами и типичная ло­кальная сеть занимает пространство в одно или несколько зданий. Протяженность локальных ком­пьютерных сетей составляет всего лишь несколько километров.

Сравнительно недавно появились го­родские сети или сети мегаполисов (MAN, Metropolitan Area Networks). Такие сети предназна­чены для обслуживания территории крупного го­рода – мегаполиса.

В то время как локальные сети наилучшим образом подходят для разделения ре­сурсов на коротких расстояниях и на больших ско­ростях (до 100 Мбит), а глобальные сети обеспечи­вают работу на больших расстояниях и с низкой скоростью (56 и 64 Кбит/с и только на магистралях до 2 Мбит/с), то городские сети занимают промежу­точное положение: имеют скорость до 45 Мбит/с и связывают локальные сети в масштабах города с возможностью выхода в глобальные сети.

Основные отличия между глобальными и локаль­ными компьютерными сетями:

Протяженность и ка­чество связи. Локальные сети по определению отли­чаются от глобальных небольшими расстояниями ме­жду узлами сети. Это делает возможным использова­ние в локальных сетях более качественных линий связи.

Сложность методов передачи данных. В гло­бальных сетях используются более сложные методы передачи данных (установка соединений) и более сложное оборудование.· Скорость передачи данных в локальных сетях (10, 16 и 100 Мб/с) существенно выше чем в глобальных (от 2, 4 Кбит/ с до 10 Мбит/с).

Разнообразие услуг. В локальных сетях су­ществует более широкий набор услуг (файловая сис­тема, печать и т.д)

 Масштабируемость. Локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за спе­цифики методов передачи данных.

Следует отметить, что в настоящее время наблюдается конвергенция (сближение) локальных и глобальных компьютерных сетей.

21. Топология компьютерных сетей. Методы коммутации в компьютерных сетях.

При построении компьютерных се­тей важным является выбор физической организации свя­зей между отдель­ными компьютерами, т.е. топологии сети. При вы­боре топологии сети, на­ряду с чисто тех­ническими про­блемами решать и экономические.

Полно-связная топология соответст­вует сети, в кото­рой каждый компьютер связан со всеми остальными. Если в полно-связной топологии от­сутствуют или уда­ляются несколько связей, то такая топология носит на­звание ячеистой тополо­гии. Полно-связная топология является громоздкой и мало­эффективной, т.к. для каж­дой пары компьютеров вы­деляется отдельная электри­ческая линия связи и тре­буется большое количество коммутационных пор­тов.

Топология общая шина является достаточно рас­пространенной тополо­гией для локальных сетей. В этом случае компьютеры подключаются к одному об­щему кабелю (шине), по ко­торому и происходит обмен информацией между ком­пьютерами. Пре­имущества: дешевизна и про­стота разводки кабеля по отдельным помещениям. Недостатки: низкая надежность, т.к. любой дефект общего кабеля полностью парализует всю сеть, а так же невысокая производительность, поскольку в любой момент только один компьютер может переда­вать данные в сеть.

То­поло­гия звезда предусматривает подключение каждого компьютера отдельным кабелем к общему уст­ройству, называемому концентратором, который нахо­дится в центре сети. Концентратор служит для перена­правле­ния передаваемой информации к одному или всем ос­тальным компьютерам сети. Она имеет более высокую надежность, т.к. неполадки с кабелем каса­ются лишь одного компьютера и только неисправность концентра­тора выводит из строя всю сеть. В на­стоящее время иерархическая звезда является самой распространен­ной топологией как в локальных, так и в глобальных компьютерных сетях.

В сетях с кольцевой топологией данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении. Если ком­пьютер распознает данные как «свои», то он их прини­мает.

Для круп­ных сетей харак­терно наличие произвольных связей между компьюте­рами, где можно, однако, выделить описан­ные выше топологии. Такие сети называются сетями со смешанной топологией любой компьютерной сети необходимо обеспечить доступность имеющихся физи­ческих каналов связи одновременно нескольким ком­пьютерам.

Предоставление физических каналов во время сеансов связи между компьютерами в сети на­зывается коммутацией. Существуют три различные схемы коммутации в сетях: коммутация каналов, ком­мутация пакетов и коммутация сообщений.

Сети с коммутацией каналов исторически появились первыми в виде первых телефонных сетей. Коммута­ция каналов подразумевает образование составного канала из последовательно соединенных отдельных канальных участков для прямой передачи данных ме­жду узлами сети. В сети с коммутацией каналов перед передачей данных всегда необходимо выполнить про­цедуру установления соединения.

Коммутация паке­тов - эта схема была специально разработана для ком­пьютерных сетей, где различные компьютеры сети мо­гут иметь различное быстродействие. При коммутации пакетов все передаваемые сообщения разбиваются передающим компьютером на небольшие части (от 46 до 1500 байт), называемые пакетами. Каждый пакет снабжается заголовком, в котором указывается адрес­ная информация, а также номер пакета, Пакеты транс­портируются в сети как независимые информаци­онные блоки. Специальные устройства сети  коммутаторы

принимают пакеты от передающих компьютеров и на основании адресной информации передают их друг другу до конечного принимающего компьютера.

Под коммутацией сообще­ний понимается передача единого блока данных через промежуточные транзит­ные компьютеры с временной буферизацией этого блока на диске каждого компью­тера. Сообщение хра­нится в транзитном компьютере на диске, причем время хранения может быть доста­точно большим. По такой схеме обычно передаются сообщения, не тре­бующие немедленного ответа, чаще всего сообщения электронной почты. Режим коммута­ции сообщений раз­гружает сеть для передачи сообще­ний, требующих бы­строго ответа, например, службы WWW сети Интернет. Техника коммутации сообщений появилась в компью­терных сетях раньше техники ком­мутации пакетов, но потом была вытеснена последней, как более эффек­тивной с точки зрения пропускной спо­собности сети. Сегодня коммутация сообщений рабо­тает как служба прикладного уровня только для неко­торых не опера­тивных служб.