1.3. Классификация компьютерных сетей

Сетевые технологии – это согласованный набор программных и аппаратных средств, а также соглашений, методов и механизмов (протоколов) передачи данных.

Сети подразделяются в зависимости от числа входящих в нее узлов, от охватываемой ею площади и от используемых сетевых технологий на следующие виды:

Крупномасштабная, региональная или глобальная компьютерная сеть, WAN.

Отличительные признаки WAN:

• значительный масштаб, как по площади, так и по числу уз­лов сети;

• неоднородность (т.е. применение в сети различных типов архитектуры и программного обеспечения).

WAN служат для объединения большого количества разнородных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками крупномасштабной и даже глобальной сети, охватывающей разные страны и континенты.

Лучшим примером WAN является глобальная сеть Интернет, но существуют и другие крупномасштабные сети. Некоторые из них построены исключительно для отдельных крупных корпораций, другие являются средством обеспечения коммуникации корпоративных сетей с сетью Интернет, или посредством Интернет с другими удалёнными сетями, входящими в состав одной и даже нескольких организаций.

Чаще всего WAN опирается на магистральные выделенные линии (Backbone), на одном конце которых маршрутизатор подключается к LAN, а на другом - концентратор связывается с остальными частями WAN.

Локальная компьютерная сеть, LAN — объединение компьютеров сосредоточенных на относительно небольшой территории (обычно до 10 км).

LAN может обслуживать дом, офис, фирму или группу зданий, например, предприятие с отделениями в разных частях города. Компьютеры могут соединяться друг с другом с использованием различных технологий, таких как Token Ring или Ethernet.

LAN может соединяться (через шлюзы) с другими локальными сетями; быть частью, или иметь подключение к глобальной вычислительной сети, например, Интернет.

В локальных сетях может существовать множество общих ресурсов, которыми могут пользоваться все участники локальной сети. Это могут быть как общие папки, общие устройства хранения информации, или общие принтеры, так и сервисы локальной или глобальной сети. Для управления сетью используются маршрутизаторы, коммутаторы и т.п.

В больших локальных сетях, с целью упрощения управления и оптимизации их работы организуют рабочие группы - формальное объединение нескольких компьютеров в группу с единым названием.

Городская сеть, MAN (промежуточный вариант между WAN и LAN) – компьютерная сеть, охватывающая большой город (мегаполис) или даже несколько городов в области.

Во всех этих видах сетей в основном используются технологии, основанные на протоколах TCP/IP, MPLS, ATM и X.25, последний из которых, в настоящее время, при повышении надежности каналов связи заменяется протоколом Frame Relay.

1.4. Классификация сетевых технологий

Сетевая технология – это согласованный набор программных и аппаратных средств (драйверов, сетевых адаптеров, роутеров, кабелей и разъемов ….), а также соглашений, методов и механизмов (протоколов) передачи данных, достаточный для построения компьютерной сети.

Первоначально сетевые технологии разрабатывались для решения конкретных задач построения компьютерных сетей. Например, фирма IBM в 70-е годы прошлого века создала типовую сеть, включавшую в себя мейнфрейм IBM360 и набор миникомпьютеров PDP11. Но к середине 80-х годов было разработано несколько стандартных технологий построения компьютерных сетей, которые используются и по настоящее время, например, Ethernet, Token Ring и FDDI.

При рассмотрении сетевых технологий принято разделять их на четыре категории.

Связи “точка-точка” в региональных сетях.

Для передачи данных по последовательным линиям с помощью модемов в настоящее время используют протокол PPP (раньше использовался протокол SLIP).

Протокол SLIP (Serial Line Interface Protocol) обеспечивал про­стую пересылку данных без контроля правильности передачи.

Протокол PPP (Point-to-Point Protocol) не только отслеживает качество связи, но и обеспечивает шифрованную аутентифика­цию соединения, а также сжимает передаваемые данные.

Пакетная коммутация в региональных сетях.

К сетевым технологиям пакетной коммутации в региональных сетях относятся технологии Х.25, Frame Relay и SMDS (Switched Multimegabit Data Service).

Сети Х.25 строятся на основе установлении надежных вирту­альных соединений между конечными узлами сети. Для обеспе­чения надежности передачи здесь реализованы протоколы не только сетевого интерфейса, но и сетевого уровня.

Высокоскоростная технология пакетной коммутации Frame Relay, основанная на коммутации пакетов, для передачи данных между интеллектуальными оконечными устройствами типа маршрутизаторов или FRAD, работающих со скоростью от 56Kbps до 1.544Mbps. Данные делятся на кадры переменной длины передающим устройством, а каждый кадр содержит заголовок с адресом получателя. Кадры передаются цифровым устройством и собираются на приемном конце. Технология Frame Relay обеспечивает меньшее количество ошибок и большую (примерно втрое) скорость доставки по сравнению с X.25, на основе которой она была разработана. Трафик в сети Frame Relay может превосходить CIR при наличии физических возможностей. Большим преимуществом сетей Frame Relay общего пользования является звездная топология на логическом уровне. Физическая топология может быть организована в виде сети (MESH). Технология пакетной коммутации Frame Relay обеспечивает лучшую производительность, так как использует виртуальные соединения только на уровне сетевого интерфейса, но никак не контролирует надежность передачи данных. Эта технология возлагает на другие сетевые протоколы решение проблем гарантированной доставки данных в правильной последовательности.

Свойством службы коммутируемых многомегабитных данных SMDS является то, что данные передаются без установления виртуальных соединений. Стандарт IEEE 802.6 позволяет ис­пользовать сеть SMDS как магистральную структуру региональ­ной сети, объединяющей локальные сети с помощью маршрути­заторов.

Локальные сети (LAN).

Любая LAN предусматривает совместное использование ее станциями некой единой физической передающей среды. При этом для каждой физической среды определены процедуры управления доступом к ней и правила оформления пакетов. Так, входящие в заголовок пакета физические адреса отправителя и получателя определяют карты сетевых адаптеров станций (ин­терфейсные карты локальной сети).

Технологии всех локальных сетей объединяются серией стан­дартов IEEE 802. Эти стандарты предусматривают различные ограничения на тип и протяженность передающей среды, на способ подключения станций к среде и максимальное количе­ство таких подключений. Кроме того, они предусматривают способы и ограничения для объединения отдельных сегментов локальной сети в единую структуру с общим пространством фи­зических адресов.

Наиболее распространенными технологиями данной категории являются кольцевые технологии (Token Ring и FDDI), а еще в большей степени, технологии Ethernet (особенно ее модификации Fast Ethernet и Gigabit Ethernet).

Коммутация ячеек.

Относительно новая технология ATM (Asynchronous Transfer Mode или “Асинхронный Режим Передачи”), стандартизованная ITU технология коммутации пакетов фиксированной длины - ячеек (cell,- мелких пакетов фиксированного размера в 53 байта) и виртуальных соединений. Изначально технология ATM разрабатывалась для передачи в одном канале различного типа данных (передача голоса, видео, multimedia, трафик ЛВС и других данных) со скоростями 155 и 622 Мбит/c на значительные расстояния. Режим ATM является асинхронным в том смысле, что ячейки от отдельных пользователей передаются апериодически. Спецификации ATM разрабатываются Форумом ATM (ATM Forum) - независимой ассоциацией производителей и пользователей. Технология ATM характеризуется универсальностью применения, как в региональных, так и в локальных сетях. Используемые в ней методы коммутации при отсутствии широковещательных сетевых запросов, а также высокая стоимость инфраструктуры создают определенные трудности для проникновения технологии ATM в локальные сети широкого применения. Сейчас сети ATM в основном используются в качестве магистральных сетей (backbone), объединяющих сегменты региональных и локальных сетей.