Виды компьютерных сетей по территориальному признаку

Обновлено: 07.07.2024

Классифицируя сети по территориальному признаку, различают:

1. локальные (LocalAreaNetworks– LAN) сети;

2. глобальные (WideAreaNetworks– WAN) сети;

3. городские (MetropolitanAreaNetworks– MAN) сети.

LAN– сосредоточены на территории не больше 1–2 км; построенные с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с, предоставленные услуги отличаются широкой разнообразностью и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

WAN– совмещают компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Больше низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор предоставленных услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

MAN– занимают промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они имеют качественные линии связи и высоких скоростей обмена, иногда даже больше высокими, чем в классических локальных сетях. Как и в случае локальных сетей, при построении MANуже существующие линии связи не используются, а прокладываются заново.

Отличительные признаки локальной сети: 1. высокая скорость передачи, большая пропускная способность; 2. низкий уровень ошибок передачи 3. эффективный, быстродействующий механизм управления обменом; 4. ограничено, точно определенное число компьютеров, которые подключаются к сети.Глобальные сетиотличаются от локальных тем, которые рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом, у них в принципе не может быть гарантировано скорым. В глобальных сетях намного более важное не качество связи, а сам факт ее существования. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа, к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что принято в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенные пользователями локальной сети.

40.Сетевое и межсетевое коммуникационное оборудование

Сетевые адаптеры (СА). Указанные в п, 14.1 основные функции

адаптеров и их технические характеристики определяются поддерживаемым

уровнем протокола ЛВС в соответствии с архитектурой семиуровневой

эталонной модели ВОС.

По выполняемым функциям С А разделяются на две группы [27]:

1. Реализующие функции физического и канального уровней.

Такие адаптеры, выполняемые в виде интерфейсных плат, отличаются

технической простотой и невысокой стоимостью. Они применяются

в сетях с простой топологией, где почти отсутствует необходимость

выполнения таких функций, как маршрутизация пакетов,

протоколов различных сетей и др.

2. Реализующие функции первых четырех уровней модели ВОС —

физического, канального, сетевого и транспортного. Эти адаптеры,

кроме функций СА первой группы, могут выполнять функции маршрутизации,

ретрансляции данных, формирования пакетов из передаваемого

затраты вычислительных ресурсов ЭВМ на организацию сетевого

обмена. Технически они могут быть выполнены на базе микропроцессоров.

Естественно, что такие адаптеры применяются в ЛВС, где

имеется необходимость в реализации перечисленных функций.

Адаптеры ориентированы на определенную архитектуру локальной

сети и ее технические характеристики, поэтому по топологии ЛВС

адаптеры разделяются на следующие группы: поддерживающие шинную

топологию, кольцевую, звездообразную, древовидную, комбинированную

Дифференциация адаптеров по выполняемым функциям и ориентация

их на определенную архитектуру ЛВС привели к большому

многообразию типов адаптеров и разбросу их характеристик.

Концентраторы (хабы). Эти устройства удобны для формирования

сети произвольной топологии. Выпускается ряд типов концентраторов

— пассивных и активных с автономным питанием, выполняющих

роль повторителя. Они отличаются по количеству, типу и длине

подключаемых кабелей и могут автоматически управлять подсоединенными

сегментами (включать и выключать их в случае обнаружения

сбоев и обрывов).

Приемопередатчики (трансиверы) и повторители (репитеры). С

помощью этих устройств можно объединить несколько сегментов сети

с шинной топологией, увеличивая таким образом общую протяженность

Приемопередатчик — это устройство, предназначенное для приема

пакетов от контроллера рабочих станций сети и передачи их в

шину. Он также разрешает коллизии в шине. Конструктивно приемопередатчик

и контроллер могут объединяться на одной плате или находиться

в различных узлах.

Повторитель — устройство с автономным питанием, обеспечивающее

передачу данных между сегментами определенной длины.

Мосты и шлюзы. Мосты используются для соединения в основном

идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия на фи- зическом

и канальном уровнях. Например, с помощью моста могут

соединяться на 3-м (сетевом) уровне две сети с различными более низкими

уровнями, но одинаковыми более высокими уровнями. Промышленностью

выпускается довольно широкая номенклатура мостов.

Среди них — «самообучающиеся» мосты, которые позволяют регулировать

доступ к каждой из объединяемых сетей и трафик обмена

между ними, а также используются для расширения сети, достигшей

своего топологического предела. Некоторые из «самообучающихся

мостов» применяются для объединения с помощью арендуемой линии

связи локальной сети и удаленной сети в единую сеть, элементы которой

могут быть рассредоточены на территории в сотни и тысячи

километров. Есть более сложные мосты, которые одновременно выполняют функции многоканального маршрутизатора. К ним относится

2. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку. В связи с этим выделяют локальные, глобальные и городские сети.

К локальным сетям — Local Area Networks (LAN) — относят сети компьютеров, сооединенные на небольшой территории (в радиусе не более 1- 2 км ). Из-за малых расстояний в локальных сетях используются дорогие высококачественные линии связи, которые позволяют достигать высоких скоростей обмена данными (более 100 Мбит/с). В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line .

Глобальные сети — Wide Area Networks (WAN) — объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Поэтому в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, предназначенные совсем для других целей (телефонные и телеграфные каналы). Из-за низких скоростей таких линий связи в глобальных сетях (десятки килобит в секунду) набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от таковых для локальных сетей. Как правило, здесь применяются сложные процедуры контроля и восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по территориальному каналу связи связан со значительными искажениями сигналов.

Городские сети (или сети мегаполисов) — Metropolitan Area Networks (MAN) — занимают промежуточное положение и включают в себя черты локальных и глобальных сетей. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными . Развитие технологии сетей мегаполисов осуществлялось местными телефонными компаниями.

Рассмотрим основные отличия локальных сетей от глобальных (однако в последнее время эти отличия становятся менее заметными).

В настоящее время в мире локальных и глобальных сетей явно наметилось движение навстречу друг другу, которое уже сегодня привело к значительному взаимопроникновению технологий локальных и глобальных сетей.

Одним из проявлений этого сближения является появление сетей масштаба большого города (MAN), занимающих промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. При достаточно больших расстояниях между узлами они обладают качественными линиями связи и высокими скоростями обмена, даже более высокими, чем в классических локальных сетях.

Сближение в методах передачи данных происходит на платформе оптической цифровой (немодулированной) передачи данных по оптоволоконным линиям связи. Из-за резкого улучшения качества каналов связи в глобальных сетях начали отказываться от сложных и избыточных процедур обеспечения корректности передачи данных. В результате скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения приближаются к традиционным скоростям локальных сетей (в сетях frame relay 2 Мбит/с), а в глобальных сетях ATM - 622 Мбит/ с .

В локальных сетях в последнее время уделяется такое же большое внимание методам обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа, как и в глобальных сетях. Такое внимание обусловлено тем, что локальные сети перестали быть изолированными, чаще всего они имеют выход в глобальные сети. При этом часто используются те же методы — шифрование данных, аутентификация пользователей, возведение защитных барьеров, предохраняющих от проникновения в сеть извне.

И, наконец, появляются новые технологии, изначально предназначенные для обоих видов сетей. Наиболее ярким представителем нового поколения технологий является технология ATM, которая может служить основой не только локальных и глобальных компьютерных сетей, но и телефонных сетей, а также широковещательных видеосетей , объединяя все существующие типы трафика в одной транспортной сети.

Еще одним популярным способом классификации сетей является их классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. Различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети.

Сети отделов (рис.14) — это сети, которые используются сравнительно небольшой группой сотрудников, работающих в одном отделе предприятия. Эти сотрудники решают некоторые общие задачи. Сети отделов обычно не разделяются на подсети и являются однородными (одна сетевая технология и сетевая ОС).

Существует и другой тип сетей — сети рабочих групп. К таким сетям относят совсем небольшие сети, включающие до 10-20 компьютеров. Характеристики рабочих групп практически не отличаются сетей отделов, однако простота сети и однородность здесь проявляются в наибольшей степени.

Рис. 14. Пример сети масштаба отдела

Сети кампусов (рис. 15) - сети любых предприятий и организаций, которые объединяют множество сетей различных отделов одного предприятия в пределах отдельного здания или в пределах одной территории, покрывающей площадь несколько квадратных километров. Глобальные соединения в сетях кампусов не используются. Важной службой, предоставляемой сетями кампусов, стал доступ к корпоративным базам данных независимо от того, на каких типах компьютеров они располагаются.

В этих сетях возникают проблемы интеграции неоднородного аппаратного и программного обеспечения.

Корпоративные сети (рис.16) называют также сетями масштаба предприятия. Эти сети объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Они могут покрывать город, регион и даже континент. Расстояния между сетями отдельных территорий могут оказаться такими, что становится необходимым использование глобальных связей. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства, в том числе телефонные каналы, радиоканалы, спутниковая связь.

Непременным атрибутом такой сложной и крупномасштабной сети является высокая степень гетерогенности . В корпоративной сети обязательно используются различные типы компьютеров — от мэйнфреймов до ПК, несколько типов операционных систем и множество различных приложений.

-локальные LAN (территория не более 1-2 км; построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, высокая скорость; услуги разнообразны, в режиме online).

-корпоративные Enterprise Wide Networks EWN (сети масштаба предприятий; могут связывать, город, регион или континент; большое число пользователей и серверов; не зависит от WAN)

-муниципальные MAN (занимают промежуточное положение; соединяются между локальными сетями в масштабе города; используется оптоволокно; соединяют LAN с WAN; линии прокладываются заново. )

11. Виды локальных сетей. Понятия «сервера» и «клиента»

В зависимости от администрирования взаимоотношений между ЭВМ:

-одноранговые (компы равноправны, нет центрального компа):

Минусы: потеря скорости. Плюсы: каждый пользователь – админ на своем компе, не больше 10-15 компов, на всех операционках.

Сервер – комп, предоставляющий ресурсы в общее пользование.

Клиент - компьютер, пользующий услугами сервера

-все операции проходят на сервере => ЭВМ клиентов могут быть маломощными.

-модернизация сети дешевле

-меньше нагрузка на сеть

-защита устанавливается на сервере

сложная настройка сервера.

12. Построение компьютерной сети: модель и оборудование

Сеть состоит из слоев: аппаратный слой, коммуникационный слой, операционные системы, сетевые приложения.

Коммуникационный слой: сетевая карта, свитч, хаб(концентраторы)

Связь между сетями: Мост (соединяет 2 локальные сети), маршуторизаторы(роутеры), шлюзы (соединяет сети с разными протоками)

Каланы связи: радиосвязь (

100м), ИК-лучи, ИК-лазеры, WiFi (Wireless Fidelity)

Плюсы: отсутствие кабелей, мобильность устройств, возможность удаленной работы

Минусы: проблемы совместимости с другими радиодиапазонами, низкая безопасность, слабая помехозащищенность.

13. ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ
Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению к друг другу. Топология сети позволяет сравнивать и классифицировать различные сети. Различают три основных вида топологии:

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ

Эта топология использует один передающий канал на базе коаксиального кабеля, называемый "шиной". Все сетевые компьютеры присоединяются напрямую к шине. На концах кабеля-шины устанавливаются специальные заглушки - "терминаторы" (terminator). Они необходимы для того, чтобы погасить сигнал после прохождения по шине. К недостаткам топологии "Шина" следует отнести следующее:

•данные, предаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам;

•в случае повреждения "шины" вся сеть перестает функционировать.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО»

Для топологии кольцо характерно отсутствие конечных точек соединения; сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Эта топология подразумевает следующий механизм передачи: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока не достигнут компьютера-получателя. Недостатки топологии "кольцо" те же, то и у топологии "шина":

•неустойчивость к повреждениям кабельной системы.

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА»

В сети с топологией "звезда" все компьютеры соединены со специальным устройством, называемым сетевым концентратором или "хабом" (hub), который выполняет функции распределения данных. Прямые соединения двух компьютеров в сети отсутствуют. Благодаря этому, имеется возможность решения проблемы общедоступности данных, а также повышается устойчивость к повреждениям кабельной системы. Однако функциональность сети зависит от состояния сетевого концентратора.

1) Полносвязанная топология

+каждый компьютер связан кабелем с другими

-необходимость множества портов в каждой машине, много проводов

(по краям - заглушки)

+ простота монтажа, низкий расход кабеля, при выходе из строя одного компьютера сеть продолжает работать.

- при повреждении шины сеть перестает работать, сложно выяснить, кто занимает сеть.

В центре - сервер

+ единый центр управления, высокий уровень безопасности, на каждой линии по 2 компьютера - проще обмен информацией

4. Пассивная "звезда". Архитектура аналогична "звезде", в центе - хаб/свитч, на одном из "лучей" - сервер.

+ обрыв кабеля и выход из стоя одной из машин не влияет на работу сети, можно наращивать размер сети, создавая цепочки хабов

- нет центрального компьютера, большой расход кабеля, при поломке хаба вся сеть выходит из строя.

+размер сети до 20км.

- низкая безопасность, потеря скорости передачи данных на расстоянии, сложно подключить новые машины, при выходе из строя одной машины сеть перестает работать.

В центре - соединенные хабы

14. Возникновение и развитие сети Интернет

Интернет - глобальная информационная сеть, части которой логически взаимосвязаны между собой.

1958г. Агенство передовых исследований проектов (ARPA)делает первые разработки глобальной компьютерной сети

1963г. предложена концепция глобальной компьютерной сети

1967г. ARPANET - прародитель интернетов

1968г. появились узлы сети в Калифорнийском и Стенфордском институте

1971. ARPANET насчитывает 15 узлов. 1984 - более 1000 узлов

1971г. Р. Томлинсон создает систему электронной почны.

1 января 1983г - день рождения интернета, день принятия единого протокола TCP-IP

1986г. создана сеть Национального научного фонда США (NSFNET) для связи компьютеров США с 5 "суперкомпьютерами", создана MJLNET - военная часть ARPANET

1993 - к NSFNET подключена Россия. До середины 90х годов только узкому кругу академических сообществ имеет доступ к ней.

1991. Первый браузер "Gopher"

1993 первый графический интерфейс интернетов - браузер Mosaic

1994 Net Navigator.

15. Адресация в сети Интернет. Протоколы Интернета

Протокол - набор согласований и правил, определяющих порядок обмена информацией в компьютерной сети.

TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol — Протокол Управления Передачей/Интернет-Протокол). Именно на этом протоколе основана вся сеть Интернет, состоит из двух протоколов TCP и IP

Протокол TCP — является транспортным протоколом, который обеспечивает гарантированную передачу данных по сети.

Протокол IP — является адресным протоколом, который отвечает за адресацию всей сети

Протоколы служб Интернета

ПротоколFTP (File Transfer Protocol) — протокол передачи файлов,служит для обмена файлами между компьютерами, работает в режимах клиент – клиент , клиент – сервер.

Протокол POP (Post Office Protocol) — протокол почтового отделения используется для получения электронной почты с почтовых серверов.

Домен - это область пространства иерархических имен сети Интернет, которая обслуживается набором серверов доменных имен (DNS) и централизованно администрируется

IP адрес:193(класс сети).162(класс сети).230.115(адрес компа)

Домен - область пространственной иерархии имен сети интернет, которая обслуживается набором серверов доменных имен (DNS)

URL (Uniform Resource Locator) - универсальный адрес сетевого ресурса в интернете.

16. Виды доступа в Интернет

Доступ в Internet, как и любые другие услуги, обычно получают через их поставщиков, которые называются access provider или service provider. Первые — это "сетевые поставщики", вторые — "поставщики услуг"