2.1.14.Поняття мережевої архітектури

Мережева архітектура:

• принципи побудови, фізична конфігурація, функціональна організація, операційні процедури та формати даних, які застосовуються як основа для проектування, побудови, модифікації та роботи комунікаційних мереж;

• структура чинної комунікаційної мережі включно з фізичною конфігурацією, характеристиками, операційною структурою та форматами даних, які використовуються.

Конфігурація:

• у комунікаційних або комп’ютерних системах – розташування функціональних блоків відповідно до їх природи, кількості та основних характеристик. Стосується до апаратного, програмного забезпечення та документації. Може впливати на характеристики системи.

Архітектура мереж звичайно визначається часовими, просторовими вимогами або потребами користувачів.

Часові вимоги. Якість та ефективність комунікації пов’язаня із затримками, тобто з часом, необхідним для наскізного пересилання інформації між кінцевими пунктами комунікації, а також із шириною смуги або швидкістю пересилання інформації. Затримка критична для якості пересилання, особливо для застосувань, пов’язаних із пересиланням голосу та відео, які потребують роботи в режимі реального часу; для інших застосувань затримка менш критична, зокрема для пересилання даних через мережі, які концентрують у собі різні трафіки даних. Не слід змішувати поняття затримки і ширини смуги. Велика ширина смуги не завжди означає малі затримки, особливо у випадках коли ця смуга спільно використовується багатьма користувачами. Наприклад, чинні швидкісні мережі з комутацією пакетів (наприклад, IP-мережі або мережі X.25) не можуть якісно пересилати голосовий трафік, бо майже не мають засобів для управління затримками. З другого боку, на вимоги щодо ширини смуги у комунікаційних мережах впливають два основні фактори:

• використання розподілених обчислень в комп’ютерних мережах і постійне зростання потужності процесорів у робочих станціях, що вимагає збільшення ширини смуги комунікаційних каналів. Пересилання 1 мільйона інструкцій за секунду (Мі/c) вимагає більше, ніж 1 Мбіт/с, і відношення Мі/c:Мбіт/с постійно збільшується навіть при використанні компресії даних;

• використання мультимедійної комунікації – комп’ютерна інформація простіша для зрозуміння, якщо вона подана у формі поєднання тексту, рисунків, звуку і навіть відео, однак пересилання мультимедійної інформації потребує значно більшої ширини смуги, ніж пересилання тексту. Компресія даних зменшує навантаження мережі. Типові значення коефіцієнта компресії лежать в межах від 10 до 100, однак компресія погіршує якість.

Внаслідок цього спостерігається експоненціальне зростання потреб у ширині смуги мережі, що призводить до потреби переходу від мереж із низькими або середніми швидкостями до мереж із високими і дуже викокими швидкостями пересилання. Тому часові вимоги (затримка і перепускна здатність або смуга) впливають на можливі розміри мережі та її архітектуру.

Просторові вимоги. Комунікація здійснюється у просторі, в якому наявні її учасники (люди, обладнання). Існує різноманіття мереж, які використовують відмінні технології, пристосовані до потреб різних комунікаційних просторів (табл. 2.5):

Таблиця 2.5. Технології мереж у різних комунікаційних просторах.

Тип мережі	Означення	Діапазон відстаней	Комунікаційний простір
HAN	Домашня мережа	до 100 м	квартира
LAN	Локальна мережа	100 м .. 1 км	будинок, поверх, кімната
CAN	Кампусова мережа (Campus Area Network)	1..10 км	кампус, садиба організації
MAN	Метропольна мережа (Metropolitan Area Network)	10..100 км	місто
WAN	Національна мережа (Wide Area Network)	100..10 000 км	регіон, держава
GAN	Глобальна мережа (Global Area Network)	Багатонаціональні зони навколо Землі	світ

Потреби користувачів. Комунікація може бути публічна, тобто відкрита для будь-кого, або приватна (тобто обмежена до конкретної спільноти користувачів, наприклад, до працівників певної організації). Відповідно до цього існують публічні та приватні мережі. Крім того, мережі можуть залежати від виду спільноти користувачів (дослідницькі, університетські, мережі підприємств або організацій), або від виду обладнання та програмного забезпечення, яке вони переважно використовують (мережі IBM, Microsoft, Novell, Apple, …).

Просторові вимоги та потреби користувачів звичайно тісно корельовані: мережі LAN сполучають особи у тому самому будинку організації, мережі MAN – користувачів у тому самому місті. Однак застосування віддалених обчислень або використання домашніх працівників порушує співвідношення між просторовою спільнотою та спільнотою користувачів, наприклад, локальна мережа робочої групи може включати групу віддалених працівників з використанням новітньої мережевої технології – віртуальної приватної мережі.