Лекция 1

1 Общие принципы построения и основные характеристики сетей ЭВМ

1.1 Локальные вычислительные сети (LAN)

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, LAN — Local Area Network) — это совокупность аппаратного и программного обеспечения, позволяющего объединить компьютеры в единую распределенную систему обработки и хранения информации.

Каппаратному обеспечению можно отнести компьютеры, с установленными на них сетевыми адаптерами, повторители, концентраторы, коммутаторы, мосты, маршрутизаторы и др., соединенные между собой сетевыми кабелями.

Кпрограммному обеспечению можно отнести сетевые операционные системы и протоколы передачи информации. Расстояние между компьютерами, объединяемыми в ЛВС,

обычно не превышает нескольких километров (термин "локальные сети"), что связано с затуханием электрического сигнала в кабелях.

Технология виртуальных частных сетей (VPN — Virtual Private Network) позволяет через Internet или линии телефонной связи объединять в единую ЛВС несколько ЛВС, разнесенных на тысячи километров, однако это скорее именно объединение сетей и термин ЛВС здесь не достаточно точен.

1.1.1 Необходимость использования ЛВС

Таблица №1 - Задачи, решаемые с помощью ЛВС

1.2 Основные принципы построения сетей

Выделим несколько принципов, необходимых для построения вычислительной сети:

1. Для вычислительной сети нужны компьютеры – как минимум, два. Будем называть эти компьютеры – узлами сети, или просто узлами. Принципиальных ограничений на количество компьютеров в сети нет (однако для любой конкретной сетевой технологии такие ограничения всегда есть – либо ограничивается общее количество компьютеров, либо количество сегментов сети и компьютеров в них). Сети принято классифицировать не столько по размеру (количеству узлов), сколько по масштабу (охватываемой территории) – локальные, региональные и т.д.

2.Компьютеры должны быть соединены каналами передачи данных (КПД). Канал передачи данных состоит из линии передачи данных (ЛПД) и аппаратуры окончания канала данных (АОКД). За последним термином скрываются такие устройства, как, например, модем или сетевая карта. Для обозначения АОКД будем пользоваться современным термином "сетевой интерфейс". Часто для обеспечения функционирования сети оказывается необходимым использовать дополнительное оборудование – повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и пр. Совокупность каналов передачи данных и дополнительного сетевого оборудования называется сетью передачи данных (СПД).

3.Компьютеры должны быть оснащены сетевым программным обеспечением (СПО) – как правило, сетевой операционной системой (СОС) или сетевой надстройкой над обычной операционной системой. СПО, установленное на разных компьютерах может быть разным, но обязательно совместимым друг с другом – то есть реализовывать один набор протоколов передачи данных.

4.Хотя бы один компьютер должен предоставлять для общего пользования часть своих

ресурсов – дисковое пространство, принтер, программы и т.д. Такой компьютер называется сервером. Кроме этого, все остальные узлы сети (клиенты), должны иметь возможность использовать ресурсы серверов. Ресурсы, предоставляемые в общее пользование сервером, будем называть разделяемыми ресурсами.

Кроме того, может появиться необходимость подключения к сети пользователей, по роду деятельности часто меняющих местонахождение (например, кладовщики на большом складе). Во всех подобных (и многих других) случаях могут использоваться беспроводные сети.

Кабельные среды по используемому материалу делятся на:

qмедные (могут содержать не только медь, но и другие металлы и их сплавы);

qоптические (оптоволоконные, проводящая жила изготавливается из оптически прозрачных материалов – кварца или полимеров).

Медные кабели бывают симметричными (все проводники одинаковы, например, витая пара проводников) и асимметричными (например, коаксиальный кабель, состоящий из изолированных друг от друга центральной жилы и оплетки).

Оптические кабели различаются по соотношению между толщиной проводящей жилы и несущей частотой передачи данных. Тонкие жилы, диаметр сечения которой сравним с длиной волны несущей частоты, образуют одномодовые кабели (типичная толщина 8- 10 мкм), а более толстые – многомодовые (до 50-60 мкм).

При построении беспроводных сетей, как правило, применяется одна из трех технологий: передача в инфракрасном диапазоне, передача данных с помощью

узкополосных радиосигналов и передача данных с помощью радиосигналов с распределенным спектром.

2.3 Режимы передачи данных

Сети делятся на два класса, различающиеся способом использования канала передачи данных:

qсети с селекцией данных;

qсети с маршрутизацией данных.

Всетях с селекцией данных существует общий канал передачи, к которому подключены все узлы. В каждый момент времени каналом владеет только один узел, который выдает данные в канал. Любой выданный в канал блок данных получают (в виде копий) все узлы сети. Каждый узел проверяет адрес получателя, переданный с блоком данных, и, сравнив его с собственным адресом, в случае совпадения обрабатывает полученные данные, а в случае несовпадения – отбрасывает их (уничтожает свою копию).

Сети с маршрутизацией данных состоят из множества отдельных каналов, соединяющих пары узлов сети. Пара узлов, обладающая общим каналом, может передавать данных друг другу независимо от остальных узлов сети. Для передачи данных между узлами, не имеющими общего канала, необходимо задействовать одного или несколько других узлов, которые осуществили бы маршрутизацию передаваемой информации.

собираются в итоговое сообщение. Пакеты могут передаваться как в режиме постоянного соединения, виртуального соединения, так и без соединения.

Наиболее известные технологии: