Применение компьютерных сетей
Для каких же целей могут быть использованы компьютерные сети?
Первая цель – предоставление доступа к программам, оборудованию и особенно данным для любого пользователя сети. Это называется совместное использование ресурсов. Тот факт, что пользователь находится на расстоянии 1000 км от данных, не должно помешать ему воспользоваться этими данными так же, как если бы он находился рядом. То есть целью сетей является борьба с тиранией географии.
Вторая цель – обеспечение высокой надежности при помощи альтернативных источников информации. Например, все файлы могут быть расположены на двух или трех машинах одновременно, так что, если одна из них недоступна по какой-либо причине, то используются другие копии. Кроме того, наличие нескольких процессоров означает, что если один из них выйдет из строя, другие смогут выполнить его работу, хотя и с уменьшенной производительностью. Возможность продолжать работу, несмотря на аппаратные проблемы, имеет чрезвычайно большое значение для военных и банковских задач, в управлении воздушным транспортом и безопасностью ядерного реактора, и т.п.
Третья цель – экономия средств. Небольшие компьютеры обладают значительно лучшим соотношением цена–производительность, нежели большие. Это несоответствие заставляет разработчиков создавать системы на основе клиент-серверной модели, в которой обмен информацией обычно принимает форму запроса от клиента к серверу на выполнение каких-либо действий. Сервер выполняет работу и отсылает обратно ответ. Обычно в сети количество клиентов значительно больше числа используемых ими серверов.
Четвертая цель – масштабируемость, то есть способность увеличивать производительность системы по мере роста нагрузки за счет простого добавления процессоров. В случае клиент-серверной модели новые клиенты и новые серверы могут добавляться по мере необходимости.
И пятая цель – ускорение передачи информации. Компьютерная сеть является мощным средством связи между удаленными друг от друга сотрудниками организации. При помощи сети два или более удаленных друг от друга сотрудника могут легко составить совместный отчет. Если один из них изменяет документ, находящийся на сервере, в режиме on-line, остальные могут немедленно увидеть эти изменения, а не ждать письма несколько дней. На длительном отрезке времени использование сетей для общения между людьми может оказаться даже важнее, чем любая из технических целей.
Сетевое оборудование
Единой общепринятой системы, которой удовлетворяют все сети, не существует, но имеется два важнейших параметра: технология передачи и размеры. Рассмотрим их по очереди.
Существует два типа технологии передачи:
1. Широковещательные сети.
2. Сети с передачей от узла к узлу.
Широковещательные сети обладают единым каналом связи, совместно используемым всеми машинами сети. Короткие сообщения, называемые пакетами, посылаемые одной машиной, получаются всеми машинами. Поле адреса в пакете указывает, кому направляется сообщение. При получении пакета машина проверяет его адресное поле. Если пакет адресован этой машине, она обрабатывает пакет. Пакеты, адресованные другим машинам, игнорируются. Например, на громкий зов одного человека откликается только тот, чье имя называется. Широковещательные сети также позволяют адресовать пакет одновременно всем машинам с помощью специального кода в поле адреса. Такая операция называется широковещанием. В некоторых широковещательных системах существует также возможность посылать сообщения, называемые многоадресной передачей, подмножеству машин.
Сети с передачей от узла к узлу состоят из большого количества соединенных пар машин. В такой сети пакету необходимо пройти через ряд промежуточных машин, чтобы добраться до пункта назначения. Часто при этом существует несколько возможных путей от источника до получателя, поэтому алгоритмы вычисления таких путей играют очень важную роль в сетях с передачей от узла к узлу. Обычно небольшие сети используют широковещательную передачу, тогда как в более крупных сетях применяется передача от узла к узлу.
Другим критерием классификации сетей является их размер. Сети можно разделить на локальные (расположенные в одной комнате, одном здании, на одной территории), муниципальные, расположенные в одном городе, и глобальные (находящиеся в одной стране, на одном континенте). И, наконец, существуют объединения двух и более сетей. Хорошо известным примером такого объединения является Internet. Размеры сетей являются весьма важным классификационным фактором, поскольку в сетях различного размера применяется различная техника.