Типы и классификация компьютерных сетей.

Компьютерные коммуникации служат для дистанционной передачи данных Р РЋР С“ РѕРґРЅРѕРіРѕ компьютера Р Р…Р В° РґСЂСѓРіРѕР№ Р С‘ являются Р Р…Р Вµ только самым новым, Р Р…Р С• Р С‘ самым перспективным РІРёРґРѕРј телекоммуникаций. РћРЅРё обладают СЂСЏРґРѕРј неоспоримых преимуществ Р С—Р С• сравнению Р РЋР С“ традиционными средствами общения людей Р С‘ передачи информации ¾ позволяют Р Р…Р Вµ только передавать, получать, Р Р…Р С• Р С‘ хранить, Р С‘ обрабатывать информацию. Проблема передачи информации Р РЋР С“ РѕРґРЅРѕРіРѕ компьютера Р Р…Р В° РґСЂСѓРіРѕР№ возникла практически одновременно Р РЋР С“ появлением компьютеров. Можно, конечно, передавать информацию Р РЋР С“ помощью внешних носителей информации – магнитных или компакт – РґРёСЃРєРѕРІ. Р СњР С• этот СЃРїРѕСЃРѕР± достаточно медленный Р С‘ неудобный. Значительно лучше соединить компьютеры кабелем, загрузить специальную программу для передачи информации Р С‘, таким образом, получить простейшую компьютерную сеть. Например, для создания РїСЂСЏРјРѕРіРѕ соединения компьютеров, работающих РїРѕРґ управлением операционной системы Windows, Р Р…Р Вµ требуется специального программного Р С‘ аппаратного обеспечения.

РџСЂРё объединении нескольких компьютеров процесс обмена информацией становится сложнее, однако принципы соединения остаются те же, что Р С‘ для РґРІСѓС… компьютеров. Для подключения компьютеров Р С” линиям СЃРІСЏР·Рё используются модемы или сетевые карты, если СЃРІСЏР·СЊ осуществляется Р С—Р С• специальным выделенным линиям. РљСЂРѕРјРµ того, Р Р…Р В° каждом компьютере устанавливаются программы для работы Р Р† сети. Таким образом: компьютерная сеть ¾ это объединение компьютеров Р РЋР С“ помощью модемов, линий СЃРІСЏР·Рё Р С‘ программ, обеспечивающих обмен информацией. Компьютерные сети позволяют осуществлять РЅРѕРІСѓСЋ технологию обработки информации Р С‘ совместного использования ресурсов – аппаратных, программных Р С‘ информационных. Новая технология получила название – распределенная обработка данных.

В соответствии с используемыми протоколами компьютерные сети разделяют на локальные и распределенные (глобальные и территориальные). Локальной называется компьютерная сеть, объединяющая компьютеры, расположенные в одном помещении, в одном здании или в соседних зданиях. В локальной сети используют единый комплект протоколов для всех пользователей. Сегодня наиболее распространенными сетевыми операционными системами, обеспечивающими работу пользователей в сети по единому протоколу, являются NetWare фирмы Novell, Windows NT Server фирмы Microsoft и сетевые ОС семейства UNIX. Все большее распространение получает система Linux. Важно отметить, что эта операционная система распространяется свободно, т.е. является free – ware программным обеспечением.

Если же соединенные компьютеры находятся в разных частях города, в разных городах или странах, то такие сети называются распределенными. К распределенной сети могут подключаться не только отдельные компьютеры, но и локальные сети. Распределенные сети мирового масштаба называют глобальными.

Самой известной глобальной сетью является INTERNET. РћСЃРЅРѕРІРѕР№ функционирования глобальной сети ИНТЕРНЕТ является базовая семиуровневая эталонная модель взаимосвязи открытых систем ¾ протокол TCP/IP (Transfere Communication Protocol /Internet Protocol).

Основное различие между всеми названными сетями заключается в управлении доступом к информации и в том, как происходит обмен данными. В зависимости от способов управления доступом и обмена данными сети подразделяются по топологии и технологии. Последовательно рассмотрим представление данных в сетях, виды используемых топологий и технологий.

Топология ¾ это схема соединения каналами СЃРІСЏР·Рё компьютеров или узлов сети между СЃРѕР±РѕР№. Используются следующие РІРёРґС‹ соединений: общая шина, звезда, кольцо.

Метод доступа¾ это технология, определяющая использование канала передачи данных, соединяющего узлы сети Р Р…Р В° физическом СѓСЂРѕРІРЅРµ. Самыми распространенными технологиями сегодня являются Ethernet, Arcnet Р С‘ Token - Ring (говорящее кольцо).

Сеть шинной топологии представляет СЃРѕР±РѕР№ подключение компьютеров вдоль РѕРґРЅРѕРіРѕ кабеля. Технологией обеспечивающей такой СЃРїРѕСЃРѕР± соединения компьютеров является Ethernet ¾ метод доступа c прослушиванием несущей частоты Р С‘ обнаружением конфликтов. РџСЂРё этом методе доступа узел, прежде чем послать данные Р С—Р С• каналу СЃРІСЏР·Рё, прослушивает его, Р С‘ только убедившись, что канал свободен, посылает пакет. Если канал занят, узел повторяет попытку передать пакет через случайный промежуток времени. Данные, переданные РѕРґРЅРёРј узлом сети, поступают РІРѕ РІСЃРµ узлы, Р Р…Р С• распознает Р С‘ принимает РёС… компьютер, которому предназначены данные. Р В РІР‚в„ў качестве линий СЃРІСЏР·Рё Р Р† топологии Ethernet используются кабель типа витая пара, коаксиальные Р С‘ оптоволоконные кабели. Эта технология обеспечивает дуплексную передачу данных РЎРѓР С• скоростями РѕС‚ 10 Р Т‘Р С• 100 РњР±РёС‚/сек. Шинная топология позволяет эффективно использовать РїСЂРѕРїСѓСЃРєРЅСѓСЋ способность канала, устойчива Р С” неисправностям отдельных узлов Р С‘ дает возможность наращивания сети.

Сеть кольцевой топологиииспользует в качестве канала связи замкнутое кольцо из компьютеров, соединенных коаксиальным или оптическим кабелем. Технология доступа в сетях этой топологии реализуется методом передачи маркера. Маркер – это пакет, снабженный специальной последовательностью бит (его можно сравнить с конвертом для письма). Он последовательно предается по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый узел ретранслирует передаваемый маркер. Компьютер может передать свои данные, если он получил пустой маркер. Маркер с пакетом передается, пока не обнаружится компьютер, которому предназначен пакет. В этом компьютере данные принимаются, но маркер движется дальше и возвращается к отправителю. После того, как отправивший пакет компьютер убедится, что пакет доставлен адресату, маркер освобождается. Скорость передачи данных в таких сетях достигает 4 Мбит/сек.

При звездообразной топологиивсекомпьютеры сети подключаются к центральному компьютеру отдельной линией связи. Центральный компьютер управляет рабочими станциями, подключенными к нему через концентратор, который выполняет функции распределения и усиления сигналов. Надежность работы сети при такой топологии полностью зависит от центрального компьютера. Метод доступа реализуется с помощью технологии Arcnet. Этот метод доступа также использует маркер для передачи данных. Маркер передается от компьютера к компьютеру в порядке возрастания адреса. Как и в кольцевой топологии, каждый компьютер регенерирует маркер. Данный метод доступа обеспечивает скорость передачи данных 2 Мбит/сек.

В настоящее время существуют еще более скоростные, но и более дорогие варианты организации вычислительных сетей в виде распределенного двойного кольца на базе оптико-волоконных кана­лов (вариант FDDI) и витой пары (вариант CDDI). Данные варианты организации и технологии

построения предназначаются для больших корпоративных вычислительных сетей.

Локальные сети могут интегрироваться в более сложные единые сетевые структуры. При этом, однотипные по используемым в них аппаратуре и протоколам сети, объединяются с помощью общих для соединяемых сетей узлов-«мостов», а разнотипные сети (работающих под управлением различных операционных систем) объединяются с помощью общих узлов-«шлюзов».

Шлюзы могут быть как аппаратными, так и программными. Например, это может быть специальный компьютер (шлюзовой сервер), а может быть и компьютерная программа, шлюзовое приложение. В последнем случае компьютер может выполнять не только функции шлюза, но и функции рабочей станции.

Интеграция нескольких сетей в единую систему требует обеспечения межсетевой маршрутизации информационных потоков в рамках единой сети. Межсетевая маршрутизация организуется путем включения в каждую из объединяемых подсетей специальных узлов-«маршрутизаторов» (часто функции «маршрутизаторов» и «шлюзов» интегрируются в одном узле). Узлы-«маршрутизаторы» должны «распознавать», какой из пакетов относится к «местному» трафику сети станции-отправителя, а какой из них должен быть передан в другую сеть, входящую в единую интегрированную систему.

При подключении локальной сети предприятия к глобальной сети особое внимание обращается на обеспечение информационной безопасности. В частности, должен быть максимально ограничен доступ в сеть для внешних пользователей, а также ограничен выход во внешнюю сеть сотрудников предприятия. Для обеспечения сетевой безопасности устанавливают брандмауэры. Это специальные компьютеры или компьютерные программы, препятствующие входу в локальную сеть и несанкционированной передаче информации.

Пользователи (клиенты) локальной сети могут иметь различные права доступа и полномочия по обработке информации, хранящейся в базах данных коллективного пользования. Полномочия пользователей локальной сети определяются правилами разграничения доступа, а совокупность приемов распределения полномочий называется политикой сети. Управление сетевыми политиками называется администрированием сети, которым занимается уполномоченное лицо – системный администратор.

Порядок доступа и использования ресурсов сети Интернет определяет организация или уполномоченное лицо – провайдер.

Концепция открытых информационных систем.Для реализации технологии распределенной обработки данных необходимо согласовать правила использования и взаимодействия аппаратных ресурсов, изготовленных разными фирмами, программных ресурсов, созданных разными языковыми средствами и информационных ресурсов, имеющих разные форматы представления данных. В настоящее время основной тенденцией в области информационных технологий и компьютерных коммуникаций является идеология открытых систем. Идеологию открытых систем реализуют в своих последних разработках все ведущие фирмы – поставщики средств вычислительной техники, передачи информации, программного обеспечения и разработки прикладных информационных систем. Их результативность на рынке информационных технологий определяется согласованной научно-технической политикой и реализацией стандартов открытых систем.

Что понимается РїРѕРґ открытыми системами Р Р† данном контексте? «Открытая система ¾ это система, которая состоит РёР· компонентов, взаимодействующих РґСЂСѓРі Р РЋР С“ РґСЂСѓРіРѕРј через стандартные интерфейсы, службы Р С‘ форматы данных». Сущность технологии открытых систем заключается Р Р† обеспечении следующих задач:

· Унификации обмена данными между различными компьютерами;

· Переносимости прикладных программ между различными компьютерами;

· Мобильности пользователей, т.е. возможности пользователей переходить с одного компьютера на другой, независимо от его архитектуры и используемых программ без необходимости переобучения специалистов.

Основой, обеспечивающей реализацию открытых систем служит совокупность стандартов, с помощью которых унифицируется взаимодействие аппаратуры и всех видов программного обеспечения: языков программирования, средств ввода – вывода, графических интерфейсов, систем управления базами данных, протоколов передачи данных в компьютерных сетях.