Глобальные информационные сети.

Глобальная сеть (wide area network, WAN) охватывает значительную географическую область, часто целую страну или даже континент. Она объединяет машины, предназначенные для выполнения программ пользователя (т.е. приложений). По традиционной терминологии эти машины называют хостами. Хосты соединяются коммуникационными подсетями. Хосты обычно являются клиентскими компьютерами, в то время как коммуникационной подсетью чаще всего владеет и управляет телефонная компания или поставщик услуг Интернета. Задачей подсети является передача сообщений от хоста хосту, по аналогии как телефонная система передает слова от говорящего слушающему.

В большинстве глобальных сетей подсеть состоит из двух раздельных компонентов: линии связи и переключающих элементов. Линии связи также иногда называют каналами или магистралями. Переключающие элементы являются специализированными компьютерами, используемыми для соединения трех или более линий связи. Когда данные подаются на входную линию, переключающий элемент должен выбрать выходную линию – дальнейший маршрут этих данных. Такие компьютеры называют «маршрутизаторами» (router).

В модели глобальной сети каждый хост соединен с локальной сетью, в которой присутствует маршрутизатор, хотя в некоторых случаях хост может быть связан с маршрутизатором напрямую. Набор линий связи и маршрутизаторов образуют подсеть.

Большинство глобальных сетей содержит большое количество кабелей или телефонных линий, соединяющих пару маршрутизаторов. Если какие-либо два маршрутизатора не связаны линией связи напрямую, то они должны общаться при помощи других маршрутизаторов. Когда пакет посылается от одного маршрутизатора другому через несколько промежуточных маршрутизаторов, он получается каждым промежуточным маршрутизатором целиком. Хранится на нем, пока требуемая линия связи не освободится, а затем пересылается дальше. Подсеть, работающая по такому принципу, называется подсетью с промежуточным хранением (store-and-forward) или подсетью с коммутацией пакетов (packet-switched). Почти у всех глобальных сетей (кроме использующих спутники связи) есть подсети с промежуточным хранением. Небольшие пакеты фиксированного размера часто называют ячейками (cell).

В общем случае, когда у процесса какого-нибудь хоста появляется сообщение, которое он собирается отправить процессу другого хоста, первым делом отправляющий хост разбивает сообщение на пакеты, каждый из которых имеет свой порядковый номер. Пакеты один за другим направляются в линию связи и по отдельности передаются по сети. Принимающий хост собирает пакеты в исходное сообщение и передает процессу на обработку.

На рисунке видно, что все пакеты следуют по пути ACE, а не ABDE или ACDE. В некоторых сетях путь всех пакетов данного сообщения вообще является строго определенным. В других сетях путь пакетов может прокладываться независимо.

Решение о выборе маршрута принимается на локальном уровне. Когда пакет приходит на маршрутизатор А, именно последний решает, куда его перенаправить – на В или на С. Метод принятия решений называется алгоритмом маршрутизации в сети. Их существует огромное множество, некоторые из них мы рассмотрим далее.

Не все глобальные сети используют коммутацию пакетов. Второй возможностью соединения маршрутизаторов глобальной сети является радиосвязь с использованием спутников. При этом каждый маршрутизатор снабжается антенной, при помощи которой он может отправлять и принимать сигнал со спутника. Спутниковые сети являются широковещательными, поэтому сигнал со спутника услышит и примет именно тот маршрутизатор, которому направляется сообщение (минуя посредников).

Топология глобальной вычислительной сети.

Локальные сети в составе глобальной сети часто называют сегментами. Узлами коммутации таких сетей являются активные концентраторы (К) и мосты – устройства, коммутирующие линии связи (в том числе разного типа) и одновременно усиливающие проходящие через них сигналы. Мосты, кроме того, еще и управляют потоками данных между сегментами сети. При соединении компьютеров или сетей (локальных или распределенных), удаленных на большие расстояния, используются каналы связи и устройства коммутации, т.е. маршрутизаторы (М). Маршрутизаторы взаимодействуют один с другим и соединяются между собой каналами связи, образуя распределенный магистральный канал связи. Для согласования параметров данных (форматов, уровней сигналов, протоколов и т.п.), передаваемых по магистральному каналу связи, между маршрутизаторами и терминальными компонентами включаются устройства сопряжения (УС). При подключении к магистральному каналу вычислительных сетей или устройств, например, мэйнфрейов, которые невозможно согласовать с помощью стандартных устройств сопряжения, используются средства, называемые шлюзами (Ш). Терминальными абонентами называют отдельные компьютеры, локальные или распределенные сети, подключенные через устройства сопряжения к магистральному каналу. Таким образом возникает ГВС.