69

Глава 3. Компьютерные сети

3.1.Общие принципы построения компьютерной сети

3.1.1. Понятие компьютерной сети

История развития сетей – является подтверждением теории спирального развития.

Связь на небольших расстояниях в вычислительной технике применялась задолго до появления первых персональных компьютеров. В то время, когда существовали только большие ЭВМ (мэинфреймы), к которым подключались неинтеллектуальные терминалы. Интеллекта в таких дисплеях было мало, и практически никакой обработки информации они не делали. Такой терминал представляет собой монитор с клавиатурой без жесткого диска, процессора и других компьютерных компонентов. Таким образом, рванее использовался в основном принцип централизованной обработки данных. Основная цель организации связи состояла в том, чтобы разделить интеллект большой мощности и дорогой ЭВМ между пользователями, работающими за этими терминалами. При этом достигалось совместное использование вычислительных ресурсов, самых дорогих в то время. Этот режим работы получил название режима разделения времени, так как большая ЭВМ последовательно во времени решала задачи множества пользователей (см. рис.3.1).

Однако принцип централизованной обработки данных не отвечал требованиям надежности процесса обработки, затруднял развитие систем и не мог обеспечить необходимые временные параметры при диалоговой обработке данных в многопользовательском режиме. Возникло логически обоснованное требование перехода от использования отдельных ЭВМ в системах централизованной обработки данных к распределенной обработке данных.

Распределенная обработка данных – обработка данных, выполняемая на независимых, но связанных между собой компьютерах, представляющих распределенную систему. Самая простая сеть состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом, например, кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети независимо от их сложности основываются именно на этом простом принципе.

Когда появились микропроцессоры и первые микроЭВМ, возникла возможность разместить компьютер на столе у каждого пользователя, так как вычислительные ресурсы резко подешевели. Но зато все остальные ресурсы оставались еще довольно дорогими. А что значит голый интеллект без средств хранения информации и ее документирования? Не будешь же каждый раз после включения питания заново набирать выполняемую программу или хранить ее в маловместительном постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ). И тут на помощь снова пришли средства связи. Связав несколько микроЭВМ, можно было организовать совместное использование ими компьютерной периферии. При этом вся обработка информации проводилась на месте, но ее результаты передавались на централизованные ресурсы. Этот режим получил название режим обратного разделения времени (см. рис.3.2). Как и в первом случае, средства связи снижали стоимость всей компьютерной системы в целом.

Затем появились персональные компьютеры, которые отличались от первых микрокомпьютеров тем, что имели комплект достаточно развитой для полностью автономной работы периферии: магнитные диски, принтеры мыши и т.п. Периферия подешевела и стала по цене вполне сравнимой с компьютером. Зачем опять соединять персональные компьютеры? Интеллекта на месте хватает, периферии тоже. Что же может дать сеть в этом случае?

Самое главное, как уже отмечалось, - это совместное использование ресурсов. Это то же самое обратное разделение времени, но уже на другом уровне. Здесь имеется возможность более эффективно использовать ресурсы всех имеющихся в распоряжении компьютеров. Так, нередко случается, что на одном компьютере емкости своего диска не хватает, а на другом - избыток свободного места. Еще одна ситуация: все пользователи работают с одной программой, соответственно, эта программа хранится на диске каждого из них. При использовании же сети она может находиться только в одном месте, но все будут иметь к ней столь же удобный доступ, как если бы она была на их компьютере. Таким образом, основное назначение компьютерной сети – это совместное использование ресурсов и осуществление интерактивной связи как внутри одной фирмы, так и за ее пределами. Отметим, что разделять с помощью локальных сетей можно не только диски и принтеры, но и другие ресурсы, например возможность выхода в глобальную сеть. Если бы локальной сети не было, пришлось бы оснащать соответствующей аппаратурой каждый компьютер, а с локальной сетью достаточно подключить к глобальной сети только один из них, а все остальные уже получат возможность доступа к ней автоматически.

В последние годы разгораются страсти по поводу сетевого компьютера NC (Network Computer). Смысл этого предложения заключается в том, чтобы разгрузить персональный компьютер от дисковой подсистемы, и заменить его коммуникационной. Такой компьютер должен быть сетью связан с компьютером NC, с которого загружается ОС, приложения и даже пользовательские документы. Такое решение, по мнению разработчиков, удешевит сам компьютер, и его эксплуатацию, т.к. все заботы о модернизации программного обеспечения и его сопровождения должны брать на себя хозяева компьютеров NC , обеспечивая беззаботное существование пользователя.

Заметим, что сетевой компьютер NC предполагает наличие высокопроизводительных каналов связи пользовательских компьютеров с некоторыми вычислительными устройствами, которых у нас пока нет. На сегодняшний день для большинства пользователей лучше использовать полноценный компьютер, и выбор используемых коммуникационных средств должен производиться исходя из решаемых задач и существующей коммуникационной инфраструктуры.

Таким образом, компьютерной сетью будем называть группу соединенных компьютеров и других устройств в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных, взаимодействующих между собой с помощью средств связи.

Условно по размерам и числу пользователей компьютерные сети можно разделить на следующие классы.

Локальные компьютерные сети (LAN – Local Area Network) представляют собой системы распределенной обработки данных, которые охватывают небольшие территории внутри отдельных цехов, предприятий, офисов и обеспечивают связь на небольших расстояния (обычно до 10 км, чаще до 1 км). Локальные сети предназначены для организации раздельного использования общих (база данных и пр.) или редких ресурсов.

Локальная сеть может объединяться в более крупномасштабные образования:

CAN (Campus Area Network) - компьютерная сеть, объединяющая группу близко расположенных зданий;

MAN (Metropolitan Area Network) - сеть городского масштаба;

WAN (Wide Area Network ) – широкомасштабная сеть;

GAN (Global Area Network) - глобальная сеть,

и, наконец, сеть Internet, которую называют - «сетью сетей».