Понятие и виды локальных вычислительных сетей

Технологии построения локальных сетей на выставке

ЦВК «Экспоцентр» является крупномасштабным выставочным комплексом России. Его популярность охватила не только всю территорию страны, но и страны СНГ, Восточной Европы.

Обусловлено это тем, что уже более полувека «Экспоцентр» организовывает огромное количество тематических выставочных мероприятий, которые служат направлением в развитии той или иной отрасли производства либо промышленности.

В ЦВК ежегодно проходит телекоммуникационная выставка «Связь», на которой демонстрируются современные технологии и оборудование, а также рассматриваются особенности построения локальной сети.

Оборудование для локальной сетиОборудование региональных сетейОборудование тепловых сетей

Конфигурации построения локальной сети

В настоящее время существуют две основные конфигурации, с помощью которых осуществляется построение: двухуровневая и трёхуровневая модель. Чаще всего применяют первый тип, так как он способен существенно повысить эффективность, доступность и рентабельность. Двухуровневая архитектура отличается ещё и тем, что уровни ядра и агрегации тут совмещены воедино.

Не стоит забывать и об организации доступа к ресурсам локальных вычислительных сетей. Автоматическая настройка портов доступа, авторизация пользователей, довольно гибкие возможности QoS – всё это следует учитывать. При построении ядра корпоративной ЛВС нужно применять неблокируемую структуру самого коммутатора, его надёжность, производительность, а также доступность.

Функциональная схема определяется исходя из количества устройств и мест его установки. Для крупных организаций, которые состоят из нескольких сооружений или даже этажей, она намного сложнее. Такой монтаж локальной сети носит многошаговый характер.

Эффективность работы локальной сети определяется исходя из параметров, которые были выбраны при её формировании.

Структура ЛВС основывается на финансовых возможностях, имеющихся в нынешнее время технологиях, стандартах и предъявляемых требованиях. В каждом отдельном случае выбирается индивидуальная топология самой сети, её кабельная структура, соединительные устройства, способы передачи информации, сетевая ОС, методы взаимодействия.

ПК располагаются там, где это удобно их пользователям. Их расположение может быть хаотичным. А вот их соединение наоборот.

Топология построения сети

Топология построения сети выполняется с соблюдением всех технологических схем:

  • шинная;
  • звездообразная;
  • кольцевая.

На выбор конкретной схемы воздействует область применения, эффективность, местоположение периферийных станций и прочие факторы.

Все системы проектируются довольно гибко. Сюда входят различные виды схем. В итоге получается очень сложная система многоуровневого типа. такая система способна решить ряд логических и организационных задач.

7.1. Общие сведения о компьютерных сетях

Предпосылки создания компьютерных сетей.
История возникновения и развития компьютерных сетей.
Преимущества использования компьютерных сетей.

Предпосылки создания компьютерных сетей

С момента появления ЭВМ возник вопрос о передаче данных между отдельными компьютерами и рациональном распределении ресурсов ЭВМ.
Первые ЭВМ были очень сложны в эксплуатации и имели дорогостоящие аппаратные компоненты, отсутствовали единые стандарты построения ЭВМ. С развитием аппаратной и программной базы компьютеров, совершенствовались и сетевые технологии. Сначала были созданы системы передачи данных первоначально в коммерческих, военных и научных целях, затем сфера применения сетей расширилась.
В настоящее время использование компьютерных сетей является неотъемлемой частью нашей жизни, область их применения охватывает все сферы человеческой деятельности.
Под компьютерной сетью мы будем понимать любое множество ЭВМ, связанных между собой средствами передачи данных (средствами телекоммуникаций).

История возникновения и развития компьютерных сетей

Развитие компьютерных сетей связано как с развитием собственно ЭВМ, входящих в состав сети, так и с развитием средств телекоммуникаций.
Работы по созданию компьютерных сетей начались ещё в 60-х годах ХХ века. Прообразом компьютерных сетей явились системы телеобработки данных (СТД), построенные на базе больших (а позже и миниЭВМ).
В качестве средств передачи данных использовалась существующая телефонная сеть. Основными элементами СТД являются модемы, абонентские пункты и устройства коммутации. Система СТД оперировала только аналоговыми сигналами.
Основным недостатком СТД является невысокое быстродействие (9600 бит/с, реально 2400 бит/с). Поэтому одним из направлений совершенствования СТД явилась разработка цифровых телефонных коммутаторов.
Вторым существенным недостатком СТД является возможность передачи данных по каналу связи в один и тот же момент времени только с одной скоростью. Этот недостаток был преодолен использованием впервые в 70-х годах в США коммуникаций кабельного телевидения, позволяющих вести широкополосную передачу (ШП).
Третьим направлением перехода к сетям была разработка высокоскоростных шин для обеспечения взаимодействия нескольких больших ЭВМ.
Четвёртым направлением развития сетей была реализация распределённой обработки данных.
К середине 80-х годов, с появлением ПЭВМ все отмеченные тенденции развития сетей
стали сближаться, что привело к разработке современных компьютерных сетей.

Преимущества использования компьютерных сетей

Рассмотрим преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров.Разделение ресурсов
Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций.Разделение данных
Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информацииРазделение программных средств
Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.Разделение ресурсов процессора
При разделение ресурсов процессора возможно использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не “набрасываются” моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.Многопользовательский режим
Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.

Краткая история развития компьютерных сетей

Компьютерные сети появились в результате развития телекоммуникационных технологий и компьютерной техники. То есть появились компьютеры. Они развивались. Были телекоммуникационные системы, телеграф, телефон, то есть связь. И вот люди думали, хорошо было бы если бы компьютеры могли обмениваться информацией между собой. Эта идея стала основополагающей идеей благодаря которой появились компьютерные сети.

50-е годы: мейнфреймы

В 50-х года 20-го века появились первые «компьютеры» — мейнфреймы. Это были большие вычислительные машины которые могли занимать по площади современный спортивный зал.  Вычислительные мощности были не большие, но факт в том что вычисления уже производила машина.

Начало 60-х годов: многотерминальные системы

В дальнейшем к одному мейнфрейму стали подключать несколько устройств ввода-вывода, появился прообраз нынешних терминальных систем да и сетей в целом.

70-е годы: первые компьютерные сети

?0-е годы, время холодной войны. СССР и США сидели возле своих ракет и думали кто же атакует (или не атакует) первым. Центры управления ракетами США располагались в разных местах удаленных друг от друга. Если в одном центре производится запуск ракет, после которого в центр попадает ракета врага, то вся информация в этом центре — утеряна. Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA)) ставит перед учеными задачу — разработать технологию которая позволяла бы передавать информацию из одного стратегического центра в другой на случай его уничтожения.

В 1969 году появляется ARPANET (от англ. Advanced Research Projects Agency Network) — первая компьютерная сеть созданная на основе протокола IP который используется и по сей день. За 11 лет ARPANET развивается до сети способной обеспечить связь между стратегическими объектами вооруженных сил США.

Середина 70-х годов: большие интегральные схемы

На основе интегральных схем появляются «мини компьютеры». Они  начинают выходить за пределы министерства обороны и постепенно внедряются в повседневную жизнь. За компьютерами начинают работать бухгалтера, менеджеры, компьютеры начинают управлять производством. Появляются первые локальные сети.

В период с 80-х до начала 90-х годов появились и прочно вошли в нашу жизнь:

  1. Ethernet.
  2. Token Ring.
  3. Arcnet.
  4. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) — волоконнооптический интерфейс передачи данных.
  5. TCP/IP используется в ARPANET.
  6. Ethernet становится лидером среди сетевых технологий.
  7. В 1991 году появился интернет World Wide Web.

Общие принципы построения сетей

Со временем основной целью компьютерных развития сетей (помимо передачи информации) стала цель распределенного использования информационных ресурсов:

  1. Периферийных устройств: принтеры, сканеры и т. д.
  2. Данных хранящихся в оперативной памяти устройств.
  3. Вычислительных мощностей.

Достичь эту цель помогали сетевые интерфейсы. Сетевые интерфейсы это определенная логическая и/или физическая граница между взаимодействующими независимыми объектами.

Сетевые интерфейсы разделяются на:

  • Физические интерфейсы (порты).
  • Логические интерфейсы (протоколы).

Порт

Из определения обычно ничего не ясно. Порт и порт, а что порт?

Начнем с того что порт это цифра. Например 21, 25, 80.

Это число записывается в заголовках протоколов транспортного уровня (об этом ниже). Порт указывает для какой программы предназначен тот или иной пакет (грубо говоря та или иная информация). Например, http-сервер работает через порт 80. Когда вы открываете браузер, вы отправляете запрос на веб-сервер через 80 порт и сервер понимает что это http запрос и вам нужен сервер который передаст вам страницу в формате html (ответ сервера).

Протокол

Протокол, например TCP/IP это адрес узла (компьютера) с указанием порта и передаваемых данных. Например что бы передать информацию по протоколу TCP/IP нужно указать следующие данные:

Адрес отправителя (Source address):
IP: 82.146.49.11
Port: 2049
Адрес получателя (Destination address):
IP: 195.34.32.111
Port: 53
Данные пакета:

Благодаря этим данным информация будет передана на нужный узел.

Краткая классификация ЛВС

ЛВС называется «локальной вычислительной сетью», потому что покрывает небольшую зону, например, офис, дом, несколько зданий. Нормальное функционирование современного офиса обязательно предполагает наличие ЛВС, данные системы являются основой информационной системы любой организации.
В зависимости от целей, задач, используемых сервисов и приложений, существуют различные решения для проектирования ЛВС.
В настоящее время можно выбрать фиксированные, традиционные сети или же беспроводные ЛВС. При проектировании локальных вычислительных сетей нужно учитывать все возможные нюансы строительства и эксплуатации, например, возможность будущего масштабирования и расширения.
Локальные вычислительные сети классифицируются по нескольким признакам:

Способ управления

ЛВС классифицируются в зависимости от способа управления узлами. В настоящее время принято выделять  следующие виды ЛВС:

  • Локальные сети с централизованным управлением. Управление осуществляется централизованным образом. Управление всеми узлами сети происходит с помощью выделенных серверов, которые составляют центральный узел сети.
  • Одноранговые сети. Существует совмещение функций – так как каждый из узлов локальной вычислительнойсети одновременно может выполнять функции сервера и клиентского узла;
  • Терминальные сети. Функции каждого узла ЛВС ограничены. Каждый из узлов выполняет только взаимодействие с пользователем. Информация хранится на основном узле локальной вычислительной сети – сервере терминалов.

Архитектура сети

Под архитектурой подразумевается организация взаимодействия между узлами сети. В стандартной классификации выделяют три разновидности архитектуры. Им соответствуют основные разновидности ЛВС. Под архитектурой понимают организацию взаимодействия между узлами сети. Выделяют три основных архитектуры, которым соответствуют основные виды ЛВС.

Тип архитектуры – шина

Специфика этого типа архитектуры заключается в том, что каждый из узлов ЛВС передает данные в общую магистраль. В связи с этим доступ к информации в магистрали может иметь любой узел сети.

Тип архитектуры – звезда

Специфика заключается в том, что каждому из узлов ЛВС выделяется отдельный канал для связи с центральным узлом сети. От узла информация идет к серверу, который может публиковать ее для других узлов.

Тип архитектуры – кольцо

Специфика заключается в том, что соединение узлов сети происходит последовательно. Обмен данными может происходить исключительно между узлами, которые располагаются рядом. При необходимости обмена данными с другими узлами ЛВС, они могут быть переданы транзитом.

Каналы передачи данных

Если раньше использовались только проводные локальные вычислительные сети, то сейчас во многих случаях популярностью пользуются беспроводные.
В настоящее время различают следующие виды ЛВС:

  • проводные кабельные ЛВС
  • оптоволоконные кабельные ЛВС
  • беспроводные ЛВС

Обычно ЛВС строят на базе среды передачи данных СКС здания. При проектировании ЛВС любого типа следует учитывать требования надежности и безопасности. Как правило, для обеспечения безопасности, предусматривается наличие одной точки авторизации для всех приложений и ресурсов локальной сети. Беспроводная сеть используется там, где применение традиционной ЛВС с наличием проводов является невозможным или невыгодным.
 

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий