12. Компьютерные коммуникации

12.1. Классификация компьютерных сетей

Развитие информационных технологий привело к тому, что организация производственной деятельности, при которой вся работа по обработке данных выполняется одним компьютером, стала малоэффективной. Потребность в быстром обмене большими объемами данных привела к идее объединения ресурсов нескольких компьютеров в одно целое. Объединение множества независимых компьютеров получило название компьютерной сети. Компьютерной сетью называют совокупность взаимосвязанных и распределенных по некоторой территории компьютеров и коммутационных устройств.

Основными функциями компьютерных сетей являются:

• обеспечение совместного использования аппаратных и программных ресурсов сети;

• экономия финансовых средств;

• обеспечение надежного функционирования системы;

• увеличение скорости распространения информации.

Основными характеристиками для классификации сетей являются их размеры (охватываемая территория), технология передачи данных и тип организации. По территориальному признаку сети подразделяются на локальные, региональные, корпоративные и глобальные.

1. Локальная сеть (LAN – Local Area Network) состоит из нескольких компьютеров (рабочих станций), соединенных между собой и расположенных недалеко друг от друга, обычно в пределах одного помещения или здания. Локальная сеть, как правило, создается для совместного использования ресурсов компьютера или данных. Например, для коллективного использования периферийных устройств – лазерных принтеров и т.д., для коллективного пользования базой данных или архивов. Она может использоваться и для передачи текстовых сообщений.

2. Региональные сети объединяют компьютеры и локальные сети в пределах одного региона.

3. Корпоративные сети объединяют компьютеры, размещенные в разных странах и городах.

4. Глобальные сети (Wide Area Network) объединяют не только отдельные компьютеры, но и компьютерные сети, размещенные по всему миру. Глобальные сети строятся на основе мощных серверов (хост-компьютеры), обеспечивающих надежную передачу данных, их хранение и одновременную работу с данными многих пользователей. К серверам глобальной сети подключаются серверы и соответственно сети второго порядка (региональные), третьего порядка (отраслевые или корпоративные), четвертого порядка (локальные), а к ним – пользователи отдельных компьютеров – абоненты сети.

По технологии передачи данных сети делятся на широковещательные и сети с передачей данных от узла к узлу.

• Широковещательные сети имеют один общий канал связи, который используется всеми подключенными компьютерами. Сообщения (пакеты), посылаемые одним компьютером, принимаются всеми остальными. В пакете указан адрес компьютера, для которого предназначено это сообщение. Получив очередной пакет, компьютер проверяет – совпадает ли адрес назначения с адресом этого компьютера. Если адреса совпадают, то пакет обрабатывается, в противном случае – игнорируется.

• Сети с передачей от узла к узлу состоят из попарно связанных компьютеров. При доставке данных к месту назначения пакет проходит через ряд промежуточных компьютеров. Как правило, в сетях этого типа существует множество возможных маршрутов передачи пакета от передающего компьютера до получающего.

По типу организации сети делятся на одноранговые и на основе сервера.

Обычно в одноранговые сети входит не более 10 ком­пьютеров. Главной особенностью такой сети является то, что все входящие в нее компьютеры (рабочие станции) равноправны, каждый из них функционирует и как клиент, и как сервер. Одноранговые сети не требуют выделения специального компьютера для организации их работы и администрирования, пользователь каждого компьютера сам определяет, какие ресурсы его компьютера будут доступны остальным пользователям сети. К достоинствам одноранго­вых сетей следует отнести их простоту и меньшую стоимость по сравнению с сетями на основе сервера. Однако для их функционирования требуются более мощные компьютеры. Многие операционные системы, в том числе и Windows-XP, имеют встроенную поддержку одноранговых сетей, поэтому для их практической реализации не требуется установка дополнительного программного обеспечения.

При большом числе подключенных компьютеров одноранговая сеть стано­вится малопроизводительной, поэтому сети, рассчитанные на большое число пользователей, работают на основе выделенного сервера. В этом случае один из компьютеров сети является главным и используется всеми участниками сети как выделенный сервер сети. Выделенным сервером называется компьютер, кото­рый выполняет только функции сервера и не работает как клиент или рабочая станция. Он предназначен для хранения данных, быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и проведения эффективного администрирования. К серверам предъявляются следующие требования:

• высокое быстродействие;

• большой объем оперативной и дисковой памяти;

• высокое качество и надежность;

• высокая степень защиты файлов от несанкционированного доступа.

Достоинствами сети на основе сервера являются возможность поддержки большого числа пользователей и менее жесткие требования к квалификации пользователей и характерис­тикам их компьютеров.

Для работы сети на основе сервера необходимо специальное сетевое программное обеспечение – комплекс программ, управляющих работой всех компьютеров сети. Основная часть этих программ устанавливается на сервере, часть - на компьютерах пользователей сети. Примером сетевой ОС является Windows-2003. Сетевая операционная система включает в себя набор управляющих и обслуживающих программ, обеспечивающих:

• координацию работы всех звеньев и элементов сети;

• оперативное распределение ресурсов по элементам сети;

• распределение потоков заданий между узлами вычислительной сети;

• установление последовательности решения задач и обеспечение их общесетевыми ресурсами;

• контроль работоспособности элементов сети и обеспечение достоверности входной и выходной информации;

• защиту данных и вычислительных ресурсов от несанкционированного доступа;

• выдачу справок об использовании информационных, программных и технических ресурсов сети.

Проведением политики информационной безопасности и организацией работы пользователей компьютерной сети на основе сервера занимается специально выделенный пользователь, называемый системным администратором.