После того, как человечеством были созданы персональные компьютеры, потребовалось создание нового подхода к вопросам организации систем, обрабатывающим данные, а также создание новых технологий в сфере хранения, передачи и использования информации. Несколько позже возникла потребность перейти от использования отдельных вычислительных машин, функционирующих в системах, обрабатывающих данные централизовано к системам, способным обрабатывать данные распределенно.
Распределенной обработкой данных называют такую которую выполняют независимые, но связанные между собой компьютеры, представляющие собой распределенную систему.
Компьютерной сетью называется совокупность компьютеров, которые соединены между собой каналами связи, что позволяет создать единую систему, полностью удовлетворяющую требования, предъявляемым правилами распределенной обработки информации. Таким образом, главное назначение компьютерных сетей - это совместная обработка данных, в которой участвуют все компоненты системы, независимо от их физического местоположения.
Классификация предполагает их разделение на типы компьютерных сетей, в зависимости от территориального расположения компьютеров и прочих компонентов относительно друг друга. Таким образом, классификация предполагает их разделение на:
Глобальные — это вычислительные сети, объединяющие абонентов, которые расположены на большом расстоянии друг от друга - от сотен до десятков тысяч километров. Такие сети дают возможность решить проблему объединения всего человечества, а также организовать мгновенный доступ к данным ресурсам;
Региональные — это вычислительные сети, связывающие абонентов, которые расположены на меньших, чем в но всё же значительных расстояниях. Примером может служить сеть большого города или отдельного государства.
Локальные — это объединяющие абонентов, которые расположенных на относительно небольших расстояниях друг от друга - чаще всего в одном здании или нескольких близкорасположенных зданиях. Это сети предприятий, офисов компаний, фирм и т.п.
Кроме того, классификация компьютерных сетей предполагает, что глобальные, региональные и локальные сети могут быть объединены, что даёт возможность создать многосетевые иерархии, которые представляют собой мощнейшие инструменты, позволяющие обрабатывать огромные информационные массивы и обеспечивать практически неограниченный доступ к информационным ресурсам.
Помимо прочего, классификация компьютерных сетей, а точнее её понимание даёт возможность построить именно такую систему, которая полностью удовлетворит потребности того или иного предприятия, офиса, города или государства в информации. В общем случае компьютерные сети состоят из трех подсистем, вложенных друг в друга: сеть рабочих станций, сеть серверов и базовая сеть передачи данных.
Рабочей станцией (может быть представлена клиентской машиной, рабочим местом, абонентским пунктом, терминалом) называют компьютер, за которым работает абонент вычислительной сети. Сетью рабочих станций является совокупность рабочих станций, а также средств связи, которые призваны обеспечить взаимодействие рабочих станций между собой и сервером.
Сервером называют компьютер, который выполняет общие задачи сети и обеспечивает рабочие станции различными услугами. Сетью серверов является совокупность серверов сети, а также средств связи, призванных обеспечить подключение серверов к базовой сети.
Базовой сетью называют совокупность средств передачи информации между серверами. В состав базовой сети входят каналы связи и узлы связи. является совокупностью средств коммутации, а также передачи информации, сосредоточенных в одном пункте. Назначением узла связи является приём данных, которые поступают по каналам связи, а также их передача в каналы, которые ведут к абонентам.
Сегодняшняя статья открывает новую рубрику на блоге, которая будет называться “Сети ”. В данной рубрике будет освещаться широчайший круг вопросов, касающихся компьютерных сетей . Первые статьи рубрики будут посвящены разъяснению некоторых базовых понятий, с которыми вы столкнетесь при работе с сетью. А сегодня мы поговорим о том, какие компоненты потребуются для создания сети и какие существуют виды сетей .
Компьютерная сеть – это совокупность компьютерного и сетевого оборудования, соединенного с помощью каналов связи в единую систему. Для создания компьютерной сети нам потребуются следующие компоненты:
- компьютеры, имеющие возможности для подключения к сети (например, сетевая карта, которая есть в каждом современном ПК);
- передающая среда или каналы связи (кабельные, спутниковые, телефонные, волоконно-оптические и радиоканалы);
- сетевое оборудование (например, коммутатор или роутер);
- сетевое программное обеспечение (как правило, входит в состав операционной системы или поставляется вместе с сетевым оборудованием).
Компьютерные сети принято подразделять на два основных вида: глобальные и локальные.
Локальные сети
(Local Area Network – LAN
) обладают замкнутой инфраструктурой до выхода на поставщиков услуг интернета. Термин “локальная сеть” может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть большого завода, занимающего несколько гектаров. Применительно к организациям, предприятиям, фирмам используется термин корпоративная сеть
– локальная сеть отдельной организации (юридического лица) независимо от занимаемой ею территории.
Корпоративные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей (например, сотрудникам компании). Глобальные сети ориентированы на обслуживание любых пользователей.
Глобальная сеть (Wide Area Network – WAN ) охватывает большие географические регионы и состоит из множества локальных сетей. С глобальной сетью, которая состоит из нескольких тысяч сетей и компьютеров, знакомы все – это Интернет.
Системному администратору приходится иметь дело с локальными (корпоративными) сетями. Обычный пользовательский компьютер, подключенный к локальной сети, называется рабочей станцией . Компьютер, предоставляющий свои ресурсы для общего использования другим компьютерам сети, называется сервером ; а компьютер, обращающийся к совместно используемым ресурсам на сервере – клиентом .
Существуют различные виды серверов : файловые (для хранения общих файлов), серверы баз данных, серверы приложений (обеспечивающие удаленную работу программ на клиентах), web-серверы (для хранения web-контента) и другие.
Загрузка сети характеризуется параметром, называемым трафиком. Трафик – это поток сообщений в сети передачи данных. Под ним понимают количественное измерение числа проходящих по сети блоков данных и их длины, выраженное в битах в секунду. Например, скорость передачи данных в современных локальных сетях может быть 100Мбит/с или 1Гбит/с
В настоящее время в мире насчитывается огромное количество всевозможного сетевого и компьютерного оборудования, позволяющего организовать самые различные компьютерные сети. Все многообразие компьютерных сетей можно разделить на несколько видов по различным признакам:
По территории:
- локальные – охватывают небольшие территории и располагаются внутри отдельных офисов, банков, корпораций, домов;
- региональные – образуются путем объединения локальных сетей на отдельных территориях;
- глобальные (интернет).
По способу связи компьютеров:
- проводные (компьютеры соединяются посредством кабеля);
- беспроводные (компьютеры обмениваются информацией посредством радиоволн. например, по технологии WI-FI или Bluetooth).
По способу управления:
- с централизованным управлением – для управления процессом обмена данных в сети выделяется одна или несколько машин (серверов);
- децентрализованные сети – не содержат в своем составе выделенных серверов, функции управления сетью передаются по очереди от одного компьютера другому.
По составу вычислительных средств:
- однородные – объединяют однородные вычислительные средства (компьютеры);
- неоднородные – объединяют различные вычислительные средства (например: ПК, торговые терминалы, веб-камеры и сетевое хранилище данных).
По типам среды передачи сети разделяются на оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне, через спутниковый канал и т.д.
Вы можете встретить и другие классификации компьютерных сетей. Как правило, системному администратору приходится иметь дело с локальными проводными сетями с централизованным, либо децентрализованным управлением.
Существует множество задач, нуждающихся в централизованных общих данных, удаленном доступе к базам данных, передаче данных на расстояние и их распределенной обработке. Примерами являются: банковские и другие финансовые структуры; коммерческие системы, отражающие состояние рынка («спрос-предложение»); системы социального обеспечения; налоговые службы; дистанционное компьютерное обучение; системы резервирования авиабилетов; дистанционная медицинская диагностика; избирательные системы.
Многие сети разрешают совместно использовать дисковое пространство машин, печатающие и иные дорогостоящие устройства. Серверные машины, предоставляющие такого рода доступ, называются файловыми серверами (от английского слова server обслуживающее устройство) и серверами печати;
Некоторые сети предоставляют доступ к вычислительным ресурсам других машин, играющих роль серверов приложений. В частности, на машинах-серверах возможен запуск программ. Особенно важен такой вид доступа для научных расчетов, когда проведение вычислений требует значительных мощностей центрального процессора, больших объемов оперативной памяти и дискового пространства.
Для того чтобы машины могли обмениваться информацией и работать в составе сети, необходимо обеспечить три основных условия организации вычислительной сети. 1. Машины должны быть соединены каналами связи и иметь устройства сопряжена передающей физической средой. В качестве канала связи (физического соединения) используют телефонные линии, электрические провода, оптоволоконные кабели, радиосвязь, спутниковую связь.
По электрическим кабелям передача данных осуществляется при помощи электрических импульсов. Оптические каналы связи базируются на световодах, сигнал генерируется с помощью лазеров. Радиоканалы действуют по тому же принципу, что и радио, и телевидение. В последнее время все большее применение находят оптоволоконные кабели, которые имеют небольшую массу и способны передавать информацию со скоростью свыше 1 тыс. Мбит/с.
Устройством сопряжения для ЭВМ служит, как правило, сетевая карта или модем. Оба устройства нужны для принятия информации из физического канала и преобразования ее в вид, понятный для ЭВМ, т. е. в двоично-цифровой. Модем применяется для сопряжения ЭВМ с телефонными линиями. Дело в том, что компьютер использует цифровые сигналы, а телефонные линии аналоговые.
2. Необходимо договориться о правилах передачи информации по сети протоколах. Сетевой протокол это совокупность правил, определяющих формат и процедуры обмена информацией между машинами. Примерами часто используемых в настоящее время протоколов могут служить IPX/SPX, TCP/IP, NetBEUI. Наибольшей популярностью пользуется семейство протоколов TCP/IP (Transfer Control/Internet Protocol).
3. Должно быть установлено и настроено соответствующее программное обеспечение, которое будет поддерживать принятые протоколы и устройства сопряжения. Программное обеспечение вычислительных сетей включает три компонента: общее программное обеспечение, образуемое базовым ПО отдельных ЭВМ, входящих в состав сети; специальное программное обеспечение, установленное на ЭВМ и отражающее специфику предметной области пользователей; системное сетевое программное обеспечение, представляющее собой комплекс программ, обеспечивающих функционирование вычислительной сети.
По типу организации передачи данных различают сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. При коммутации пакетов перед началом передачи сообщение разбивается на короткие пакеты фиксированной длины, которые затем передаются по сети. В пункте назначения эти пакеты вновь объединяются в первоначальное сообщение. Простейший пример линии с коммутацией пакетов это обычная почта.
Локальные вычислительные сети (ЛВС) являются сетями масштаба предприятия, организации и могут содержать десятки, сотни или тысячи узлов. В локальную сеть обычно объединяют компьютеры, периферийные устройства и небольшие локальные сети, расположенные на небольших расстояниях друг от друга. Первоочередной задачей таких сетей является предоставление средств для разделения ресурсов между машинами. Примеры локальных сетей компьютерная сеть в классе, школе, поликлинике, офисе, банке и т. п.
Локальные сети ЭВМ связывают абонентов одного или нескольких близ лежащих зданий одного предприятия, учреждения. Локальные сети получили очень широкое распространение, так как 80 – 90% информации циркулирует вблизи мест ее появления и только 10 – 20% связано с внешними взаимодействиями. Локальные сети могут иметь любую структуру, но чаще всего компьютеры в локальной сети связаны единым высокоскоростным каналом передачи данных. Единый для всех компьютеров высокоскоростной канал передачи данных главная отличительная особенность локальной сети.
Локальные сети ЛВС можно рассматривать как совокупность серверов и рабочих станций. Сервер компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее пользователей определенными услугами. Сервер является источником ресурсов сети. Рабочая станция компьютер, подключенный к сети, через него пользователь получает доступ к ресурсам сети.
Сеть с выделенным сервером в такой сети есть сервер, он выполняет функции хранения данных, на нем установлена сетевая ОС, к нему подключаются все разделяемые внешние устройства диски, модемы, принтеры, сканеры и т. д. По структуре построения (топологии) локальные сети подразделяются на одноузловые и многоузловые, одно канальные и многоканальные.
Кольцевая топология ("кольцо") узлы сети соединены замкнутой кривой. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Принимающий узел распознает и получает только адресованное ему сообщение. Такое соединение ненадежно. Нарушение контакта в любом месте может привести к выходу из строя всей сети. Обозначения: ЭВМ; узел коммутации; | канал передачи данных
Шинная топология ("общая шина") данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Выход из строя какого-либо сегмента кабеля может привести к выходу из строя всей сети.
Многосвязная топология ("звезда") при этом каждая машина сети со единена с каждой наиболее надежный, но самый дорогой способ соединения. Эта топология в ЛВС применяется редко, в основном там, где требуется исключительно высокая надежность.
Радиальная топология ("солнце") при этом все компьютеры соединены с одним главным. Это один из оптимальных и рациональных способов соединения. Место главного компьютера обычно занимает специальная аппаратура концентратор (hub), основной задачей которого является обеспечение связи между всеми компьютерами сети.
Иерархическая ("дерево") это более разветвленная структура шинной топологии, используется, как правило, в сложных системах, насчитывающих сотни абонентов. "Дерево" обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить средствами ЛВС несколько этажей в здании или несколько зданий.
Файл-сервер обеспечивает доступ к файлам базы данных для каждой рабочей станции, и на этом его работа заканчивается. Например, чтобы получить сведения о налогоплательщиках, проживающих на одной конкретной улице Москвы, по сети будет передана вся таблица по территориальному округу. Решать, какие записи удовлетворяют запросу, а какие нет, приходится самой рабочей станции. Таким образом, работа модели файл- сервер приводит к перезагрузке сети.
Пользователь, обращаясь к программе- клиенту, хочет получить доступ к общему ресурсу, например файлу, который находится на другой машине. Машина- сервер, а точнее машина, на которой работает программа-сервер, может предоставить доступ к подобным ресурсам. Программа разработана таким образом, что способна выполнять запросы от программ-клиентов, она заставляет "сначала подумать, а потом сделать".
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net – сеть и work – работа) – совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.
Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети – это путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные – такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.
Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, называется ее топологией . Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.
Топология как математическое понятие:
Топология (от греч. topos – место и... логия – учение), раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, т.е. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Примерами топологических свойств фигур являются размерность, число кривых, ограничивающих данную область и т. д. Так, окружность, эллипс, контур квадрата имеют одни и те же топологические свойства, т.к. эти линии могут быть деформированы одна в другую описанным выше образом; в то же время кольцо и круг обладают различными топологическими свойствами: круг ограничен одним контуром, а кольцо – двумя.
Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Линейная сеть . Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Древовидная сеть . Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
Ячеистая сеть . Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети – её архитектура.
Архитектура сети – это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.
Наиболее распространённые архитектуры:
· Ethernet (англ. ether – эфир) – широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология – линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.
· Arcnet (Attached Resource Computer Network – компьютерная сеть соединённых ресурсов) – широковещательная сеть. Физическая топология – дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.
· Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) – кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов-маркера – из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.
· FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи – 100 Мбит/сек. Топология – двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети – 1000. Очень высокая стоимость оборудования.
· АТМ (Asynchronous Transfer Mode) – перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические.
Что называется компьютерной сетью?
| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Что называется компьютерной сетью? |
| Рубрика (тематическая категория) | Компьютеры |
Компьютерная сеть (англ. Computer NetWork, от net – сеть и work – работа) – совокупность компьютеров, соединенных с помощью каналов связи и средств коммутации в единую систему для обмена сообщениями и доступа пользователей к программным, техническим, информационным и организационным ресурсам сети.
Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов (компьютеров и сетевого оборудования) и соединяющих их ветвей (каналов связи). Ветвь сети - ϶ᴛᴏ путь, соединяющий два смежных узла. Различают узлы оконечные, расположенные в конце только одной ветви, промежуточные, расположенные на концах более чем одной ветви, и смежные – такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов. Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами.
Логический и физический способы соединения компьютеров, кабелей и других компонентов, в целом составляющих сеть, принято называть ее топологией . Топология характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих объектов, их типы, длины каналов, хотя при проектировании эти факторы очень важны.
Топология как математическое понятие:
Топология (от греч. topos – место и... логия – учение), раздел математики, изучающий топологические свойства фигур, ᴛ.ᴇ. свойства, не изменяющиеся при любых деформациях, производимых без разрывов и склеиваний. Примерами топологических свойств фигур являются размерность, число кривых, ограничивающих данную область и т. д. Так, окружность, эллипс, контур квадрата имеют одни и те же топологические свойства, т.к. эти линии бывают деформированы одна в другую описанным выше образом; в то же время кольцо и круг обладают различными топологическими свойствами: круг ограничен одним контуром, а кольцо – двумя.
Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Линейная сеть . Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Древовидная сеть . Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
Ячеистая сеть . Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети – её архитектура.
Архитектура сети - ϶ᴛᴏ реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.
Наиболее распространённые архитектуры:
· Ethernet (англ. ether – эфир) – широковещательная сеть. Это значит, что все станции сети могут принимать все сообщения. Топология – линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/сек.
· Arcnet (Attached Resource Computer Network – компьютерная сеть соединённых ресурсов) – широковещательная сеть. Физическая топология – дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/сек.
· Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) – кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что каждый узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов-маркера – из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость передачи данных 4 или 16 Мбит/сек.
· FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость передачи – 100 Мбит/сек. Топология – двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей). Максимальное количество станций в сети – 1000. Очень высокая стоимость оборудования.
· АТМ (Asynchronous Transfer Mode) – перспективная, пока ещё очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифровых данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. Скорость передачи до 2,5 Гбит/сек. Линии связи оптические.
Что называется компьютерной сетью? - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Что называется компьютерной сетью?" 2017, 2018.
