Локальные вычислительные системы, топология локальных вычислительных систем

• управления передачей информации;
• предоставление вычислительных ресурсов и услуг абонентам сети.
Локальная вычислительная сеть - Local Area Networks (LAN) - система, которая обеспечивает на ограниченной теретории один или несколько каналов связи, предоставленных присоединенным к ней абонентам для кратковременного монопольного пользования. Обычно к локальным сетям относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км), которые объединяют небольшое количество компьютеров. В общем случае локальная сеть является коммуникационной системой, принадлежащей одной организации. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит / с. В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line. Топология компьютерной сети отражает структуру связей между ее основными элементами.

Классификация компьютерных сетей

Компьютерная сеть (Network) - это два и более ПК, соединенных между собой с целью быстрого обмена данными и совместного использования ресурсов. Для реализации сети необходимые компоненты двух типов: аппаратные и программные. Аппаратная часть обеспечивает физическое соединение компьютеров.
Подключение компьютера может происходить, как традиционным способом, с помощью кабельных систем, так и беспроводным (wireless) связью. Кабельная система традиционно включает в себя кабель и сетевые адаптеры. Беспроводная связь реализуется с помощью радиоволн и радиомодемов, инфракрасных лучей и специальных портов.
Программная часть сети - это сетевая операционная система, обеспечивающая работу ПК, протоколы и приложения, которые поддерживают работу в сети.
Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:
1. Территориальная распространенность.
2. Ведомственная принадлежность.
3. Скорость передачи информации.
4. Тип среды передачи.
5. Тип функционального взаимодействия.
6. Топология.
1) По территориальной распространенности
По территориальной распространенности сети могут быть персональными, локальными (локальная сеть, кампусная сеть), городскими, национальными, глобальными.
Персональная сеть (англ. Personal Area Network) - это сеть построена вокруг пользователя. Данные сети объединяют между собой все персональные устройства пользователя (телефоны, КПК, смартфоны, ноутбуки, итд.). Наиболее известными стандартами построения персональных сетей есть Bluetooth, Zigbee.
Локальная сеть (англ. Local Area Network) - компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстоянии более 12 500 км. (Космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным. Локальные сети в свою очередь классифицируются на небольшие локальные сети и городские сети (CAN, Campus Area Network). Городские сети располагаются на сравнительно небольшой территории и объединяют между собой несколько домов.
Национальные - это сети, которые располагаются на территории определенных государств. Украинский сегмент сети Интернет является примером национальной сети.
Глобальные - на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet. Располагается на большой территории и содержит десятки и сотни тысяч ПК.
2) Ведомственная принадлежность
К таким сетям относятся частные сети и сети государственных стурктуру.
3) По скорости передачи
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
- низкоскоростные (до 10 Мбит / с);
- среднескоростные (до 100 Мбит / с);
- высокоскоростные (свыше 100 Мбит / с).
4) По типу среды передачи
По типу среды передачи сети разделяются на:
- ведущие (коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные)
- беспроводные.
5) По типу функционального взаимодействия
Клиент-серверные сети.
Такие сети характеризуются наличием серверной части сети и клиентской части. Это касается как программного так и аппаратного обеспечения. Серверная аппаратная часть реализована в виде серверного сетевого оборудования. Серверная программная часть сети реализована в виде серверных операционных систем.
К клиентской аппаратной части сети относят рабочие станции, терминалы или тонкие клиенты. К клиентской программной части относят клиентскую операционную систему.
Термин «клиент-сервер» характеризует прежде всего способ использования ПК, соединенных в локальные сети или через шлюзы глобальной сети к главному компьютеру (mainframe). Клиенты зависят от сервера и в любой момент он может ограничить права произвольного клиента в доступе или наоборот придать ему больше прав.
Сети типа клиент-сервер бывают:
- с выделенным сервером - это сети, в которых сервер (Server) используется только для управления сетью и хранения накопленных данных. При этом сервер не используется для выполнения других операций
- с невыделенным сервером - это сети, в которых главный компьютер (сервер) служит не только для управления сетью, но и для работы с приложениями, как обычный ПК.
Зависящие от сервера ПК называют клиентами. По степени зависимости клиенты бывают:
- частично зависимые - это ПК-клиенты, имеющие свои дисковые ресурсы. На них находится ОС, самостоятельно загружается и эти компьютеры могут работать независимо от сервера. Такие клиенты называются рабочие станции (Workstation).
- полностью зависимые - это компьютеры, которые, как правило, не имеют своих дисковых ресурсов, а используют для хранения данных часть ресурсов сервера, с которого они загружаются. Их называют терминалами (Terminal). Терминал не имеет своих дисков, и поэтому загружаться ему приходится с винчестера сервера. Однако не каждый компьютер может быть терминалом, для этого необходимо, чтобы на нем был установлен специальный BIOS, который поддерживает технологию так называемого удаленной загрузки (Remote Boot), а сетевая плата оборудована микросхемой NetBIOS.
В роли клиента преимущественно используют обычные ПК без особых требований к их оборудованию. Они могут руководствоваться ОС DOS, различные версии Windows, OS / 2, MacOS и др. Если ОС клиента многозадачная, то клиент, как правило, рядом с основной функцией может выполнять функции сервера для группы других клиентов, например, для удаленного доступа.
В качестве сервера преимущественно используют более мощные компьютеры с высокими аппаратного обеспечения. Для достаточно больших сетей - используют компьютеры на основе мультипроцессорных 64-разрядных архитектур. Операционной системой на сервере может быть UNIX, Linux, Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows Net Server (2003) и др. Windows 9х / ME / XP / Vista не имеют средств для использования их в качестве ОС сервера (за исключением возможностей удаленного доступа).
Одноранговые сети.
Все ПК, участвующих сети имеют примерно одинаковые права на пользование ресурсами как самой сети так и других ее участников. В одноранговых сетях ни один ПК не имеет преимуществ над другими в доступе к любого участника сети, принтеров и других устройств, преданных для общего пользования. Вместе с тем он не может ограничить права любого другого, отдельно взятого ПК в доступе к своим ресурсам. Ограничения можно установить одновременно только на все ПК, участвующих сети. Участниками одноранговых сетей могут быть ПК, на которых установлено операционные системы DOS и Windows всех версий. Наиболее распространенными одноранговыми сетями является Artisoft LANtastic, LANsmart, Invisible Software NET-30, Web NOS и др .;
Сети Точка-точка.
Самый простой вид компьютерной сети. В такой сети два ПК соединены с использованием коммуникационного оборудования. К недостаткам такой сети следует отнести невозможность подключить больше ПК чем 2.
Смешанная сеть.
Предполагает объединение между собой разнотипных сетей с использованием ретрансляционных систем.