Классификация компьютерных сетей. Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших

Компьютерные сети, называемые также вычислительными сетями, или сетями передачи данных, являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации – компьютерных и информационных технологий. С одной стороны, сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получивших развитие в различных телекоммуникационных системах [33].

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по нескольким основным признакам. Классификация компьютерных сетей представлена в таблице 10.1.

 

 

Таблица 10.1 – Классификация компьютерных сетей

Классификационный признак	Тип сети
Территориальная распространенность	· локальные – сети, перекрывающие территорию не более 10 км2 · региональные – сети, расположенные на территории города или области · глобальные - сети, расположенные на территории государства или группы
Ведомственная принадлежность	· ведомственные сети - сети, принадлежащие одной организации и находящиеся на ее территории (например, локальная сеть одного предприятия) · государственные сети - сети, используемые в государственных структурах
Скорость передачи информации	· низкоскоростные · среднескоростные · высокоскоростные
Тип среды передачи (определяет основные отличия в принципах построения сетей)	· сети коаксиальные · сети на витой паре · оптоволоконные сети · сети с передачей информации по радиоканалам и др.

 

Компьютеры, включаемые в компьютерные сети, выполняют функции либо серверов, либо рабочих станций. Серверы - это достаточно мощные ЭВМ, предоставляющие свои ресурсы менее мощным машинам, выполняющим роль рабочих станций. В качестве последних используются персональные компьютеры. Серверы различают по основным функциям, которые они выполняют: файловые, печати, приложений и т.д. Файловый сервер служит для хранения файлов и предоставления их для использования рабочим станциям сети. Сервер печати производит функции сетевой печати. На сервере приложений выполняются задачи, которые могут быть запущены с любой рабочей станции, имеющей доступ к данному серверу.

Если компьютеры находятся на территории одного предприятия (организации) и включены в одну локальную сеть, то рабочие станции подключаются к серверам через сетевое оборудование локальных сетей. Компьютеры, подключенные к разным локальным сетям, удаленным друг от друга на существенное расстояние, соединяются с использованием средств региональных или глобальных компьютерных сетей. Возможен доступ к серверам локальных сетей с использованием сетей связи общего пользования, например, телефонной или региональных (глобальных) сетей передачи данных.

 

Локальные сети

Локальная компьютерная сеть – это распределенная коммуникационно-информационная система, система, сосредоточенная на небольшой территории, реализованная на базе компьютеров и другого сетевого оборудования, объединенного с помощью высокоскоростной кабельной магистрали или беспроводных радиоканалов [35].

К локальной компьютерной сети могут подключаться следующие устройства: ЭВМ (персональные компьютеры), терминалы, сетевые устройства внешней памяти, сетевые печатающие устройства, графопостроители, фотокопировальные устройства, контрольное и управляющее оборудование, телефоны, телекамеры и мониторы, шлюзы и мосты (переходные устройства к другим сетям).

Локальная сеть предназначена обеспечить пользователям:

- совместное использование ресурсов всех компьютеров;

- возможности распределенных вычислений и обработку данных, что значительно повышает производительность всей системы;

- эффективный доступ к сетевой информации;

- быстрое и качественное решение производственных вопросов (поддержку систем принятия решений, документооборота, электронной почты и т. п.).

Классификация локальных компьютерных сетей представлена в таблице 10.2.

 

Таблица 10.2 – Классификация локальных компьютерных сетей

Классификационный признак	Тип сети
Назначение	· сетитерминального обслуживания, в которые включаются ЭВМ и периферийное оборудование, используемое в монопольном режиме компьютером, к которому оно подключается · сети, на базе которых построены системы управления производством и учрежденческой деятельностью · сети, которые объединяют системы автоматизации проектирования · сети, на базе которых построены распределенные вычислительные системы
Структура	· кольцевые · шинные · звездообразные · древовидные
Метод доступа	· случайные · пропорциональные · гибридные

 

Продолжение таблицы 10.2

Тип физической среды

· витая пара · коаксиальный кабель · оптический кабель · радиоканал

 

Для соединения компьютеров в сети определяют конфигурацию физических связей, или топологии. Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам – электрические и информационные связи между ними [32].

Число возможных конфигураций резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств.

Структура основных топологий локальных сетей показана на рисунке 10.5.

 

Рисунок 10.5 – Основные топологии локальных сетей

 

Структура типа «шина» (рисунок 10.5, а) проще и экономичнее, так как для нее не требуется дополнительное устройство и расходуется меньше кабеля. Но она очень чувствительна к неисправностям кабельной системы. Если кабель поврежден хотя бы в одном месте, то возникают проблемы для всей сети. Место неисправности трудно обнаружить.

Структура типа «звезда» (рисунок 10.5, б) более устойчива к неисправностям. Поврежденный кабель – проблема для одного конкретного компьютера, на работе сети в целом это не сказывается. Не требуется усилий по локализации неисправности. Недостаток данной структуры – более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства. Структура, образованная путем иерархического соединения нескольких центральных устройств структур типа «звезда», получила название древовидной структуры (рисунок 10.5, в).

В сети, имеющей структуру типа «кольцо», (рисунок 10.5, г) информация передается по кольцу от одного компьютера к другому по кольцу. Главным достоинством кольца является то, что оно по своей природе обладает свойством резервирования связей: любая пара узлов соединена здесь двумя путями – по часовой стрелке и против нее. Кольцо представляет собой удобную конфигурацию и для организации обратной связи – данные, сделав полные оборот, возвращаются к узлу-источнику.