Глава 1 Что такое сеть?

Говоря просто, сеть (network) — это группа компьютеров, соединенных ме­жду собой кабелем или какой-то другой средой передачи данных. Но процес­сы, происходящие в сети, ни за что не назовешь простыми. Если компьюте­ры имеют возможность обмениваться информацией, то они могут работать сообща. Характер такой работы может быть различным: предоставление ре­сурсов для совместного использования, распределение нагрузки при выпол­нении определенной задачи или обмен сообщениями. В этой книге подроб­но описывается, каким образом компьютеры в сети взаимодействуют друг с другом, какие функции они при этом выполняют, а также рассматриваются аспекты, связанные с созданием и обслуживанием компьютерных сетей.

Отправной точкой для осуществления возможности совместных вычислений послужило распространение больших ЭВМ — мэйнфреймов, подключаемых к нескольким терминалам, каждый из которых обслуживал отдельного поль­зователя. На данном положении основывается обработка информации с ис­пользованием мэйнфрейма. В свете этого утверждения, терминалы — просто коммуникационные устройства, которые осуществляют передачу данных, введенных с клавиатуры или полученных с другого устройства ввода, от пользователя к ЭВМ. Принятые таким образом данные в дальнейшем ото­бражаются на экране терминала или печатаются на бумаге. Такой тип тер­минальных устройств иногда называют "неинтеллектуальными"терминалами (dumb terminal), так как вычисления на них не выполняются. В подобной сети взаимодействие между терминалами и ЭВМ сравнительно несложное, поскольку каждый терминал может контактировать только с одним устрой­ством — мэйнфреймом, а сами терминалы никогда не обмениваются ин­формацией друг с другом.

Локальные вычислительные сети

Время шло и технологии развивались. Инженеры начали соединять ЭВМ уже друг с другом, так что они теперь могли взаимодействовать и между собой. В то же время вычислительная техника становилась все меньше по размерам и дешевела. Тем самым было положено начало развитию мини- и микроЭВМ (микрокомпьютеров). Первые компьютерные сети использовали одиночные линии связи, такие как телефонные провода, для соединения только двух отдельных компьютеров. В начале 80-х в магазинах появились первые модели IBM PC, стремительно завоевавшие товарный рынок микрокомпьютеров. Соответственно, преимущества совместной работы этих небольших по размерам компьютеров, объединенных вместе, стали очевидными. Компьютеры, связанные сетью, могли использовать всего один принтер, что, по экономическим соображениям, гораздо предпочтительнее оснащения каждого компьютера отдельным принтером. Когда же возникала необходимость передачи файла от одного пользователя к другому, сеть позволяла обходиться без привычных дискет. Проблема, тем не менее, оставалась. И заключалась она в том, что соединить дюжину офисных компьютеров одиночными двухточечными каналами связями было практически невозможно. Окончательным решением этой проблемы стало появление локальных вычислительных сетей (LAN, local area network).

Локальная вычислительная сеть, или, сокращенно, ЛВС — это группа компьютеров, объединенных совместно используемой средой передачи данных, как правило, кабелем. Используя единый кабель, каждый компьютер требует только одной точки подключения к сети, при этом он может полноценно взаимодействовать с любым другим компьютером в группе. Геометрически ЛВС всегда ограничена по размерам небольшой площадью в силу электрических свойств кабеля, используемого для построения сети, и относительно небольшим количеством компьютеров, которые могут разделять одну сетевую среду передачи данных. ЛВС обычно располагается в пределах одного здания или, самое большее, нескольких близко расположенных зданий. Некоторые технологии, такие как волоконная оптика, позволяют увеличить длину линий ЛВС до одного или двух километров, но применение ЛВС для соединения компьютеров, находящихся, например, в удаленных городах, невозможно. Такое ограничение снимается применением глобальных (территориально распределенных) сетей (WAN, wide area network), обсуждаемых в этой главе далее.

В большинстве случаев ЛВС — это компьютерная сеть с узкополосной пере­дачей и коммутацией пакетов. Понимание терминов узкополосная передача (baseband) и коммутация пакетов (packet switching), рассматриваемых в сле­дующих разделах, необходимо для получения представления об обработке данных в сети, поскольку в понятиях этих терминов заключены базовые принципы передачи информации через сетевую среду.