Тема. Введение в компьютерные сети
1. Понятие компьютерной сети
2. Классификация компьютерных сетей
3. Локальная сеть и ее основные компоненты
4. Топология сетей
1. Понятие компьютерной сети
Компьютерной сетью (КС), или сетью ЭВМ, называется комплекс территориально рассредоточенных ЭВМ, связанных между собой каналами передачи данных и сетевым программным обеспечением.
В общем случае КС представляется совокупностью трех вложенных друг в друга подсистем:
сеть рабочих станций;
сеть серверов;
базовая сеть передачи данных.
Компьютер приобретает новое название: рабочая станция, сервер, коммутационный компьютер.
В частном случае КС может вырождаться в одноуровневую сеть рабочих станций (в этом случае КС называется одноранговой) либо двухуровневую - сеть рабочих станций с одним или с несколькими серверами.
Заметим, что успехи развития КС и микроэлектроники привели к тому, что любой компьютер, в том числе и персональный, также можно рассматривать как КС, но в микроминиатюрном исполнении.
Сеть рабочих станций - внешняя оболочка КС. Она представлена совокупностью рабочих станций и средств связи, обеспечивающих взаимодействие рабочих станций с сервером и, возможно, между собой. Рабочая станция (клиентская машина, рабочее место, абонентский пункт, терминал) - это компьютер, за которым непосредственно работает абонент КС.
Сеть серверов - совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных. Компьютер, выполняющий общие задачи КС и предоставляющий услуги рабочим станциям, называют сервером.
Базовая сеть передачи данных - совокупность средств передачи данных между серверами. Она состоит из каналов связи и узлов связи.
Узел связи — совокупность средств коммутации и передачи данных в одном пункте. Узел связи принимает данные, поступающие по каналам связи, и передает данные в каналы, ведущие к абонентам. Характерным примером узла связи является автоматическая телефонная станция. Заметим, что первая в мире электрическая сеть - телефонная. Именно она легла в основу базовой сети передачи данных и во многом определила принципы построения КС. Узел связи реализуется на основе коммутационного компьютера и аппаратуры передачи данных.
Коммутационный компьютер управляет приемом и передачей данных. Базовая сеть передачи данных является ядром КС, обеспечивающим физическое объединение компьютеров и других устройств.
2. Классификация компьютерных сетей
Наиболее значительные особенности реализации КС можно проследить по предложенным базовым классификационным признакам.
|
Классификационный признак |
Вид компьютерной сети |
|
Занимаемая территория |
• Локальная • Глобальная |
|
Логика соединений (установления канала связи) |
• С жесткой логикой соединений. • С программируемой (коммутируемой) логикой соединений |
|
Число уровней иерархии сети |
• Одноуровневая (одноранговая) • Многоуровневая |
|
Аппаратно-программная платформа |
• Однородная (гомогенная) • Неоднородная (гетерогенная) |
|
Назначение |
• Общего назначения • Специального назначения |
По территориальному признаку сети делятся на локальные (Local Area Network, LAN) и глобальные (Wide Area Network, WAN). К локальным относят сети, организованные в пределах существенно ограниченной территории (комната, этаж, здание, соседние здания). Глобальные сети простираются на расстояния от десятков до десятков тысяч километров, переплетаются между собой и могут объединять сотни локальных сетей. Понятия «локальная сеть» и «глобальная сеть» очерчивают собой область различных решений КС.
В частности, можно выделять региональную сеть, т.е. КС, расположенную на обширном участке местности (город, район и т.д.). Из раскрытых понятий видно, что четкую грань между сетями различного типа провести достаточно трудно, и это деление представляется достаточно условным.
Чтобы обеспечить быструю передачу больших объемов информации в рамках региональных и глобальных компьютерных сетей используются так называемые опорные сети. Они создаются на базе высокоскоростных каналов связи (оптоволоконные линии, спутниковая связь и т. д.).
Традиционно в локальных сетях использовалась жесткая логика соединений: специальный канал связи стандартной топологии (шина, кольцо, звезда), тогда как в глобальных сетях - программируемая (коммутируемая) логика соединений. Именно поэтому в качестве существенного отличия локальных сетей от глобальных до недавнего времени назывался только один путь доставки информации (наличие альтернативных путей в глобальных сетях не отрицалось с момента их зарождения). Бурное развитие глобальных сетей в связи с «открытием» Интернета изменило представление о возможностях и принципах построения локальных сетей. Сейчас локальная сеть может быть миниатюрной копией глобальной сети (технология Интранет).
Глобальные сети реализуют многоуровневый принцип организации сети. В таких сетях каждый следующий (от пользователя) уровень реализует заявки предыдущего. В этом смысле каждый компьютер предыдущего уровня, посылающий заявки на услуги, рассматривается как клиент, а каждый компьютер последующего уровня, предоставляющий услуги клиентам — сервер. В одноуровневых сетях один и тот же компьютер (по отношению к другим) может быть и клиентом, и сервером.
С момента создания первой КС сменилось два поколения компьютеров, резко возросло число их производителей и конструктивных решений. Это явилось объективной причиной появления неоднородных КС.
«Перерождение» однородных сетей в неоднородные следует рассматривать как естественный результат эволюционного развития любой КС.
В зависимости от назначения КС делят на КС общего и специального назначения. Специализация современных КС обычно производится на прикладном уровне (за счет прикладных программ пользователей). Тем не менее, в военной области и банковской сфере имеется множество примеров специализации сетей за счет конструктивных решений. Обычно специализированные КС являются «персональными» сетями организации, или корпоративными сетями. Однако это понятие (корпоративная сеть) в литературе не корректно связывают только с одним классом «персональных» сетей - сетей Интранет, программное обеспечение которых основано на стандартах Интернет.