 |
1.1 Основные типы современных локальных компьютерных сетей
|
|
|
|
История доказывает – развитие компьютерных сетей прошло семимильными шагами. Век назад Никола Тесла предсказал появление глобальных общедоступных источников информации, сто лет спустя его потомки увидели Internet [3, 458 с. ].
Компьютерная сеть – объединение компьютерных машин, обменивающихся информационными пакетами.
Появление компьютерных технологий обусловлено течением Второй мировой войны. Как это произошло с транзистором и микроволновой печью, техника военного назначения породила новые концепции, изменившие жизнь мирного населения. Уровень автоматизации позволил поручить сложные вычисления машинам. Исторически первые компьютеры-оружейные комплексы наведения первыми были объединены сетью.
Первая цифровая техника имела тенденцию к глобализации: свои правила диктовал принцип Гроша. Рост производительности равен квадрату стоимости, персональный компьютер, вдвое дороже, даёт вчетверо выше скорость выполнения математических операций. Большие вычислители, более выгодные экономически, обладали неимоверными возможностями, перекрывающими способность одного оператора загрузить мощности полностью [2, 152 с. ].
Поэтому компьютерный зал снабжался рядом рабочих мест-терминалов, содержащих устройства ввода (клавиатуры) и мониторы. Операторы решали служебные задачи параллельно, автоматически получая время центрального вычислительного блока. Многие откровенно полагали, что математические действия выполняют стоящие повсеместно мониторы.
В начале 80-х годов XX века компьютерные сети еще не были столь распространены. Середину 90-х принято считать временем вступления технологии в жизнь миллионов, даже миллиардов. Сегодня Интернет стал неотъемлемой частью существования доброй половины населения планеты.
|
|
|
Эволюционно господствующей технологией передачи информации стал Ethernet, локальные сети объединены всемирной паутиной. Сказанное стало возможным благодаря двум неоспоримым преимуществам:
- низкая стоимость оборудования;
- возможность гибкой подстройки скорости передачи информации целям построения системы.
Сказанное объясняет постоянные поправки, вносимые в классификацию вопроса авторами и разработчиками.
На сегодняшний день имеет место значительное количество вариантов классификации компьютерных сетей. Классификация производится по различным признакам [6, 85 с. ]:
1. По территориальному признаку:
- глобальные (всемирные);
- локальные;
- муниципальные (городские, областные).
2. Относительно протяженности:
- нательная - составлена, например, носимыми гаджетами;
- персональная - объединяет устройства одного владельца;
- локальная - ограничена пределами офиса, завода;
- кампусная - охватывает несколько близлежащих зданий;
- городская - связывает абонентов населённого пункта;
- глобальная - помогает общаться населению планеты.
3. Относительно архитектуры сети:
- одноранговые сети;
- сети на основе сервера.
Разница между вышеуказанными сетями обусловлена разными возможностями данных типов сетей.
В одноранговой сети отсутствует иерархия среди персональных компьютеров (ПК) и нет выделенного сервера, т. е. все ПК равноправны. Как правило, каждый ПК работает и как клиент, и как сервер; другими словами, нет выделенного компьютера, отвечающего за всю сеть.
Пользователи сами определяют, какие файлы на своём ПК определить, как доступные по сети.
Одноранговые сети, как правило, объединяют группу компьютеров, не превышающую 10 штук. Отсюда вытекает их другое наименование – рабочая группа [4, 62 с. ].
Одноранговые сети достаточно просты. Этим можно объяснить меньшую стоимость одноранговых сетей в сравнении со стоимостью сетей на основе сервера.
|
|
|
При условии подключения к одноранговой сети более 10 ПК, когда они выступают и в роли клиентов, и в роли серверов, производительность сети не справляется с возложенными на неё задачами. Ввиду этого основная масса сетей работает по другой конфигурации – с применением выделенного сервера.
Выделенный сервер - сервер, функционирующий исключительно как сервер и не использующийся, как клиент или рабочая станция. Он предназначен для мгновенной обработки запросов от пользователей и для увеличения степени защиты данных. Сети, в основе которых лежит сервер, стали промышленным стандартом [5, 156 с. ].
При разрастании сети и увеличении сетевого графика нужно увеличивать число серверов. Перераспределение задач среди серверов говорит о том, что каждая задача станет выполняться с большей эффективностью.
4. Относительно среды передачи данных:
- проводные (медный кабель, волокно);
- беспроводные.
Настоящая выпускная квалификационная работы посвящена модернизациитерриториально-распределенных сетей передачи данных, поэтому исследуем более подробно классификацию сетей относительно возможного радиуса их действия.
Классификация компьютерных сетей в зависимости от радиуса их действия определяет следующие типы сетей [7, 53 с. ]:
- BAN;
- PAN;
- LAN;
- CAN;
- MAN;
- WAN.
Рассмотрим их боле подробно.
1. BAN.
Термин BAN появился относительно недавно. Сети BAN или body area network представляют собой набор взаимодействующих устройств, которые могут быть закреплены на поверхности тела человека. Эти устройства отличаются небольшими размерами и небольшой потребляемой мощностью.
Устройства класса BAN должны получить широкое распространение в медицине: небольшие датчики имплантируются в человеческое тело и передают информацию на смартфон или любое другое устройство, имеющее достаточный объем памяти и возможность выхода в сеть Интернет.
Как понятно из описания, радиус сети BAN ограничивается 1-2 метрами. Сенсоры, снимающие показания в терминологии BAN называются BSU, эти сенсоры контролирует специальное устройство BCU, которое может взаимодействовать со смартфоном или ноутбуком пользователя.
|
|
|
Коротко выделим особенности Body Area Network:
- малый радиус действия;
- малое энергопотребление;
- продолжительная независимость от источника питания.
2. PAN.
Эти компьютерные сети обладают чуть большим масштабом, нежели BAN сети. Сети класса PAN предназначены для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
Типичным примером такого взаимодействия является взаимодействие между ПК и беспроводной мышкой или клавиатурой. Раньше, когда Интернет не был так широко доступен, PAN-сети использовались для передачи данных между телефонами, при встрече люди легко могли обменяться аудио, видео или картинками благодаря таким технологиям как IrDa или Bluetooth, которые лежат в основе Personal Area Network [8, 42 с. ].
Но не стоит считать, что сети PAN сплошь беспроводные. Такие технологии, как USB или FireWire, лежат в основе проводных PAN сетей. Радиус действия PAN сетей может быть ограничен несколькими сантиметрами, а может достигать примерно 30 метров. Еще одной отличительной особенностью персональных сетей является малое число участников: до 8 устройств.
Также стоит упомянуть, что в PAN сетях необязательно должен быть механизм арбитража и контроля среды передачи данных.
Топология компьютерной сети типа PAN обычно представляет собой разновидность mesh topology.
3. LAN.
В качестве локальной сети можно рассматривать домашнюю сеть, в центре которой находится роутер, один порт которого ориентирован на провайдера, а другие интерфейсы (в том числе и радио интерфейсы, к которым подключаются по Wi-Fi) ориентированы на домашние устройства.
Термином Local Area Network можно назвать офисную сеть, где есть 3-4 отдела и 30-40 человек. LAN-сети могут иметь радиус действия до 1 километра, а также эти самые LAN-сети включают в себя устройства различного класса: конечные узлы в виде ПК, смартфонов, принтеров и других генераторов трафика и промежуточные узлы, задача которых состоит в том, чтобы доставить в целости и сохранности данные из пункта А в пункт Б, сюда могут входить: коммутаторы, роутеры, межсетевые экраны.
|
|
|
Физической основной для локальных сетей служат медные линии связи, чаще всего это витая пара, а также направленные Wi-Fi антенны, радиус действия которых достигает как раз примерно одного километра, если эта антенна диапазона 2, 4 ГГц.
4. CAN.
Сети типа CAN объединяют несколько локальных сетей в одну. Например, институт, у которого есть общежития и корпуса. Каждое отдельное общежитие или корпус – это локальная сеть, в которой устройства физически, чаще всего, соединены витой парой, а каждый корпус соединяется уже оптической линией связи.
Важно понимать, что в каждом отдельно взятом кампусе довольно-таки много генераторов и получателей трафика, которые начинают передачу данных тогда, когда им вздумается, поэтому пропускная способность линий между кампуса должна быть значительно выше, чем пропускная способность линии внутри кампуса.
Радиус действия Campus Area Network можно обозначить так: от 1 до 5 километров [10, 64 с. ].
5. MAN.
MAN-сети – это сети в масштабах города. Понятно, что в физической основе таких сетей должно лежать что-то быстрое и позволяющее передавать данные на большие расстояния без потерь, из того, что на слуху в данный момент можно опять же выделить оптические линии связи, а также такую технологию как Wi-Max.
Провайдеры бывают разного уровня, если говорить про запад, то там можно выделить три уровня провайдеров, в зависимости от масштаба: континентального, национального и регионального масштаба. Кстати сказать, взаимодействие между уровнями и внутри уровней очень прозрачные и понятные. К сожалению, про ситуацию у нас так сказать нельзя.
К MAN сетям также можно отнести городские телевизионные и телефонные сети. Радиус таких сетей достигает 10-15 километров.
6. WAN.
Самые большие сети, которые представлены в данной классификации – это WAN или глобальные сети, за редким исключением, такие сети не принадлежат отдельному лицу или компании. Типичным примером такой сети является Интернет, в который входят сети всех без исключения провайдеров, сервера и сети крупных компаний, услуги которых тесно связаны с Интернет, например, Google, Яндекс, Microsoft или хостинг провайдер [9, 93 с. ].
|
|
|
