Класифікація комп'ютерних мереж.
Комп'ютерна мережа - система передачі даних, яка пов'язує комп'ютерні системи, що знаходяться в різних місцях.
Мережа є модульною ой і адаптуємо ой комутаційних ой систем ой. яку можна налаштувати відповідно до найрізноманітнішими вимогами. Її модульність полегшує додавання нових компонентів або переміщення існуючих, а адаптивність спрощує внесення змін і удосконалень. Мережа може бути складена з будь-якої комбінації локальних обчислювальних мереж (LAN), середніх мереж (MAN) або великих мереж (WAN).
Локальна обчислювальна мережа (Local Area Network або LAN). Мережа передачі даних, яка обслуговує область в кілька квадратних кілометрів або менше. Т. к. Мережа покриває малу область, швидкість передачі даних може бути до 100 мегабіт в секунду.
ОбщегородскаяСеть (Metropolitan Area Network або MAN). Мережа передачі даних, призначена обслуговувати область, розміром з велике місто. Такі мережі будуються з використанням новітніх технологій. типу прокладки оптичного волокна через тунелі підземки.
Глобальна Мережа (Internet). Найбільша мережа в світі, іншими словами глобальна мережа. Вона має трирівневу структуру. Верхній рівень - backbone. середній рівень - mid-level network і мережі нижчого рівня - stubnetwork. В Інтернет застосовуються різні протоколи.
· Mid-level network (Мережі середнього рівня або регіональні) утворюють другий рівень ієрархії Інтернет. Це транзитні мережі (transit network). які з'єднують мережі нижнього рівня з магістральними мережами. Транзитна мережа транслює пакети між мережами на додаток до трафіку (див. Нижче) власних хостів (див. Нижче). Ці мережі повинні мати підключення як мінімум до двох інших мереж.
· Sbubnetwork (Мережа нижчого рівня). Мережа нижчого рівня займається тільки доставкою пакетів до і від локальних хостів. Навіть якщо є шляхи до іншої локальної мережі, така мережа не займається зв'язком з іншими мережами.
Локальні комп'ютерні мережі.
Як вже говорилося вище, локальні мережі - це мережі, розташовані локально, т. Е. На невеликій території. Мережі цього типу мають свою класифікацію. топологію і архітектуру.
У цьому розділі ми обговоримо такі типи мереж як Ethernet і Token Ring, які відрізняє наступна традиційна топологія:
· Мережі Ethernet використовують топологію лінійної шини, товстий / тонкий коаксіальний кабель або кабель типу "кручена пара".
· Мережі Token Ring комбіную звездообразную і кільцеву топологію, використовують метод доступу з передачею маркера і коаксіальний кабель.
У загальному випадку мережі Ethernet і Token Ring можуть комбінувати апаратне і програмне забезпечення зі своєю конкретною топологією, методом доступу та критеріями побудови. Тому точно визначити такі мережі буває складно.
Класифікація локальних мереж.
Локальні мережі можна класифікувати за наявністю в її складі серверів і по середовищі передачі.
Якщо класифікувати мережу за наявністю серверів, можна виділити два типи мереж:
· Однорангові мережі. У тимчасових мережах всі комп'ютери рівні, немає ієрархії серед комп'ютерів і немає виділеного сервера. Як правило, кожен комп'ютер функціонує і як клієнт, і як сервер; інакше кажучи, немає окремого комп'ютера, відповідального за адміністрування мережі або надання ресурсу. Користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити загальнодоступними по мережі.
· Мережі на основі сервера. Ці мережі також називають - мережі з виділеним сервером. Цей тип мереж застосовують у тому випадку, якщо локальна мережа досить велика і використання тимчасової мережі недоцільно через можливу недостатньою продуктивності комп'ютера в двох ролях одночасно. Тому більшість мереж використовують виділений сервер (dedicateserver).
Виділених називається такий сервер. який функціонує тільки як сервер (виключаючи функції клієнта або робочої станції). Вони спеціально Оптимізована для швидкої обробки запитів від мережних клієнтів і для керування захистом файлів і каталогів. Мережі на основі сервера стали промисловим стандартом, і саме вони будт приводитися зазвичай в якості прикладу в цьому посібнику. Зі збільшенням розмірів мережі і обсягу мережевого трафіку необхідно збільшувати кількість серверів. Розподіл завдань серед декількох серверів гарантує, що каждя завдання буде виконуватися найефективнішим способом з усіх можливих.
Коло завдань, які повинні виконувати сервери, різноманітний і складний. Щоб пристосуватися до зростаючих потреб користувачів, сервери у великих мережах стали спеціалізованими (specialized). Наприклад, в мережі Windows існують такі типи серверів.
· Файл-сервери і принт-сервери, керують доступом користувачів відповідно до файлів і принтерів. Наприклад, щоб працювати з текстовим процесором, Ви перш за все повинні запустити його на своєму комп'ютері. Документ текстового процесора, що зберігається на файл-сервері, завантажується в пам'ять Вашого комп'ютера і, таким чином, можна працювати з цим документом на своєму комп'ютері. Іншими словами, файл-сервер призначений для зберігання файлів і даних.
· Сервери додатків виконуються прикладні частини клієнт-серверних додатків, а також зберігають дані, доступні клієнтам. Наприклад, щоб спростити вилучення даних, сервери зберігають великі обсяги інформації в структурованому вигляді. Ці сервери відрізняються від файл - і прин- серверів. В останніх файл або дані цілком копіюються на запитувач комп'ютер. А в сервері додатків на запитувач комп'ютер пересилаються тільки результати запиту. Додаток-клієнт на віддаленому комп'ютері отримує доступ до даних, що зберігається на сервері додатків. Однак замість всієї бази даних на Ваш комп'ютер з сервера завантажуються тільки результати запиту.
· Поштові сервери. керують передачею електронних повідомлень між користувачами мережі.
· Факс-сервери. керують потоком вхідних і вихідних факсимільних повідомлень через один або кілька факс-модемів.
У розширеній мережі використання серверів різних типів набуває особливої актуальності, тому необхідно враховувати всі можливі нюанси, які можуть проявитися при розростанні мережі з тим, щоб зміна ролі певного сервера надалі не позначилося на роботі всієї мережі.
Класифікація комп'ютерних мереж по середовищі передачі.
Середовище передачі - це якась фізична субстанція, за допомогою якої можна передати сигнал.
· Провідні мережі. Як зрозуміло з назви, в якості середовища передачі в цих мережах використовується провід, або точніше сказати кабель. У мережах використовують кабелі наступних типів.
- коаксіальн и й кабель (coaxial cable);
- кручена пара (twisted pair);
- оптоволоконний кабель (fiber optic);
· Бездротові мережі. Мережі, які для обміну даними не використовують з'єднує кабелю, а використовують такі способи передачі даних:
- інфрачервоне випромінювання (infrared);
- радіоканал (radio channel);
· Гібридні мережі. Мережі, які в своєму складі мають пристрої, як проводового, так і бездротового способу передачі даних.
Т опологіясетей (net topology) - це г еометріческая форма локальної обчислювальної мережі або іншої системи зв'язку.
Є три принципові топології, використовувані в локальних обчислювальних мережах.
· Шина (bus). Всі пристрої підключаються до центрального кабелю, який називається шиною або основою (backbone). Схеми комунікацій відносно недорогі і прості, тому часто використовуються для малих мереж.
· Кільце (ring). Всі пристрої з'єднані один з одним у формі замкнутого кільця так, що кожен з'єднаний безпосередньо з двома іншими. Кільцева топологія щодо дорога і важка для установки, але вона забезпечує високу пропускну здатність і може працювати на великі відстані.
· Зірка (star): Всі пристрої з'єднані з центральним концентратором (hub). Мережі із зірковою структурою відносно прості для установки і супроводу, але є вузьке місце - всі дані повинні проходити через концентратор.
Топологія може бути змішаною. Наприклад, мережа шина-зірка складається з високошвидкісної шини, званої магістраллю (backbone), яка з'єднує набір низькошвидкісних сегментів-зірок.
Мережева архітектура (networkarchitecture).
Мережева архітектура - це комбінація стандартів, топологій і протоколів, необхідних для створення працездатної мережі.
Протокол (protocol). узгоджений формат для передачі даних між двома пристроями. Протокол визначає наступне:
-
як буде здійснюватися перевірка на помилку метод упаковки даних (якщо упаковка використовується) яким чином посилає пристрій повідомляє, що воно закінчило повідомлення яким чином приймаючий пристрій повідомляє, що воно отримало повідомлення
Є ряд стандартних (еталонних) протоколів, з яких можна вибрати відповідний. Кожен протокол має свої переваги і недоліки (незручності); наприклад, деякі більш прості, ніж інші, деякі більш надійні, а деякі швидше. З точки зору користувача, єдине, що його має інтерес овать в протоколі, - то, що комп'ютер або пристрій должн про підтримувати його (протокол) правильно, якщо Ви хочете зв'язуватися з іншими комп'ютерами. Протокол може бути реалізований або в обладнанні. т. е. апаратно або в програмному забезпеченні. т. е. програмно.
Швидкість передачі даних (data transfer rate) - це з корость, з якої дані можуть передаватися від одного пристрою на інший. Швидкість передачі даних часто вимірюється в мегабитах (мільйон біт) або мегабайтах (мільйон байт) в секунду. Прийняті скорочення - Mbps і MBps, відповідно.
Пропускна здатність (throughput) - це кількість даних, які обробляються або передаються з однієї точки в іншу в заданий проміжок часу. Швидкість передачі даних для дискових пристроїв і мереж вимірюється в термінах пропускної здатності. Пропускна здатність вимірюється в Kbps (кілобітах в секунду), Mbps (мегабитах в секунду) і Gbps (гігабіта в секунду).
Кадрилі пакет. При передачі даних по мережі, дані (файли) розбиваються на пакети (або кадри), формат яких відрізняється в різних мережах. Кадри являють собою блоки інформації, представлені як єдине ціле. Кожен кадр містить керуючу інформацію і має спільну з іншими кадрами організацію.
Мережеві архітетктури. Існує кілька мережевих архітектур, розроблених різними виробниками, однак найбільшого поширення набули архітектури.
АрхітектураEthernet. Ця архітектура використовує топологію «шина» або «зірка» і підтримує швидкість передачі даних 10 Мбіт / сек (Mbps). Ethernet використовує метод доступу, що дозволяє обробку одночасних запитів.
Більш нова версія Ethernet, звана 100Base-T (або Fast Ethernet - швидкий Ethernet), підтримує швидкості передачі даних до 100 Мбіт / сек. (Mbps). А найновіша версія, GigabitEthernet підтримує швидкість 1 гігабіт (gigabit) (1,000 мегабіт) в с.
Архітектура token-ring network (маркерная кільцева мережа), розроблялася фірмою IBM з метою забезпечити простоту монтажу кабелю - кручений пари, що з'єднує комп'ютер з мережею через настінну розетку.
Комп'ютерна мережа, в якій всі комп'ютери з'єднані кільцем. По кільцю циркулює маркер (token) - бітовий пакет спеціального виду. Функціонування мережі здійснюється наступним чином - коли включається перший комп'ютер, він генерує в мережу маркер, який переходить від комп'ютера до комп'ютера до тих пір, поки один з них не повідомить про готовність передати дані. З цього моменту управління маркером бере на себе комп'ютер-відправник. Коли маркер захоплений одним з комп'ютерів, інші комп'ютери не можуть здійснювати передачу і є комп'ютерами-одержувачами.
В мережі цього типу може передаватися тільки один маркер, причому тільки в одному напрямку!
Передача маркера - детерминистический процес, це означає, що самостійно почати передачу даних в мережі комп'ютер не може. Він буде передавати дані лише після отримання маркера, при цьому кожен комп'ютер працює як односпрямований ретрансляція.
Комп'ютер, який першим почав роботу, наділяється архітектурою Token Ring особливими повноваженнями - він повинен здійснювати контроль за роботою всієї мережі. Він перевіряє коректність відправки та отримання кадрів, відстежуючи кадри, що проходять по кільцю більше одного разу. Крім того, він гарантує, що в кільці одночасно знаходиться лише один-єдиний маркер.