3.1.1. Особенности локальных сетей эвм и области их применения

Локальной сетью ЭВМ (локальной вычислительной сетью) называют сеть, образованную взаимодействующими между собой абонентскими системами и коммуникационными устройствами, расположенными в пределах ограниченного пространства (в радиусе до 10 км).

Бурное развитие и внедрение локальных сетей ЭВМ (ЛС ЭВМ) началось в середине 70-х годов ХХ века и продолжается по настоящее время. Локальные сети предназначены и используются для сбора, накопления, передачи рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной организации, предприятия, воинской части или подразделения. Локальные сети могут входить в состав автоматизированных систем управления различного назначения, в том числе и военного [1].

Основными особенностями локальных сетей ЭВМ являются:

- размещение абонентских систем и коммуникационного оборудования на ограниченной территории;

- высокая интенсивность информационного обмена между абонентскими системами по сетевым каналам связи;

- передача информации по сетевым каналам связи в дискретной форме;

- возможность оперативного информационного взаимодействия всех абонентских систем сети между собой;

- простота изменения конфигурации сети;

- малые затраты на создание, использование, наращивание возможностей и обслуживание сети.

Внедрение и использование локальных сетей ЭВМ позволяет создавать высокоэффективные универсальные и специализированные комплексы средств автоматизации управления деятельностью административными, промышленными и военными объектами. При этом обработка осуществляется в непосредственной близости от источников и потребителей информации, что значительно сокращает временные затраты на ее передачу по каналам связи.

Основными областями применения локальных сетей ЭВМ являются:

- автоматизация административно-хозяйственной и управленческой деятельности в государственных и коммерческих учреждениях, в воинских частях и подразделениях;

- автоматизация управления производственными и технологическими процессами, службами оперативного реагирования, сложными социо -техническими и военно-техническими системами и комплексами вооружений;

- автоматизация опытно-конструкторских работ, научных исследований и разработок;

- создание информационно-справочных систем, распределенных баз и банков данных;

- автоматизация обучения, подготовки и переподготовки кадров.

3.1.2. Характеристики и классификация локальных сетей эвм

К основным характеристикам локальных сетей ЭВМ относятся [1]:

- территориальная протяженность сети (канала связи);

- число и тип абонентских систем в сети;

- тип физической среды, используемой для передачи информации в сети;

- скорость передачи данных (пропускная способность сети);

- топология сети;

- методы доступа к физической среде передачи информации;

- способ управления ресурсами сети;

- возможность связи ЛС между собой и с сетью более высокого уровня и другие характеристики.

Перечисленные характеристики обычно используются и в качестве признаков классификации локальных сетей ЭВМ. Кратко проанализируем их.

В зависимости от территориальной протяженности (длины общего канала связи) различают следующие виды локальных сетей:

- сети малой протяженности (длина канала связи до 500 м);

- сети средней протяженности (длина канала связи до I км);

- сети большой протяженности (длина канала связи до 10 км и более).

По количеству абонентских систем различают:

- малые сети (до 20 абонентских систем);

- средние сети (до 50 абонентских систем);

- большие сети (более 50 абонентских систем).

По типу абонентских систем различают:

- однородные локальные сети;

- неоднородные локальные сети.

В однородных локальных сетях абонентские системы представляют собой однотипные ЭВМ с однотипным периферийным оборудованием. Неоднородные локальные сети строятся на основе ЭВМ, относящихся к различным классам или платформам.

В зависимости от типа передающей (физической) среды различают:

- локальные сети на витой паре проводов;

- локальные сети на коаксиальном кабеле (в настоящее время практически не используются);

- локальные сети на волоконно-оптическом кабеле;

- беспроводные локальные сети.

По скорости передачи данных (пропускной способности) локальные сети подразделяются:

- на сети с малой пропускной способностью (до 10 Мбит/с);

- сети со средней пропускной способностью (от 10 до 100 Мбит/с);

- сети с большой пропускной способностью (100 и более Мбит/с).

Достаточно высокая скорость передачи данных позволяет строить локальные сети ЭВМ на основе одного моноканала, обслуживающего все абонентские системы сети в режиме мультиплексирования.

По топологической структуре локальные сети подразделяются:

- на сети с шинной топологией;

- сети со звездообразной топологией;

- сети с кольцевой топологией;

- сети со смешанными и другими видами топологий.

Большинство современных локальных сетей (более 90%) построены на основе шинной, звездообразной или кольцевой топологий. Примеры различных сетевых топологических структур были рассмотрены в первом разделе дисциплины.

По методу доступа к передающей (физической) среде различают:

- локальные сети со случайным доступом к моноканалу;

- локальные сети с детерминированным доступом к моноканалу.

В сетях со случайным доступом при одновременном обращении к моноканалу нескольких абонентских систем возникают конфликтные ситуации, приводящие к значительным временным задержкам передачи информации. Это ограничивает применение таких сетей для работы в реальном масштабе времени. Методы случайного доступа к моноканалу используются в сетях с шинной топологией. Наибольшее распространение получил метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов (МДКН/ОК ‑ CSMA/CD, carrier sense multiple access with collision detection).

В сетях с детерминированным доступом каждой абонентской системе выделяется определенный квант времени для обращения к моноканалу. Конфликтные ситуация в этом случае отсутствуют, что позволяет использовать сети для обработки информации в реальном масштабе времени. Наибольшее распространение получил детерминированный метод доступа «маркерное кольцо» (метод доступа Token Ring).

Особенности различных методов доступа к моноканалу будут рассмотрены ниже.

По способам управления ресурсами локальные сети подразделяются:

- на сети с централизованным управлением (сети типа клиент-сервер);

- сети с децентрализованным управлением (одноранговые сети).

В сетях с централизованным управлением один из компьютеров реализует функции управления всеми ресурсами сети или предоставляет собственные ресурсы всем остальным сетевым компьютерам по их запросам. Такой компьютер называется сервером, а все остальные - клиентскими рабочими станциями или клиентами.

В сетях с децентрализованным управлением все сетевые рабочие станции имеют одинаковые возможности по предоставлению и использованию всех сетевых ресурсов и могут выполнять функции как серверов, так и клиентов.

Возможность связи ЛС между собой и с сетями более высокого уровня определяется наличием дополнительного коммуникационного оборудования (модемов, коммутаторов, мостов, маршрутизаторов и т.п.) и соответствующих программных средств и систем.