16.2.. Классификация вычислительных сетей

Классифищию БЗСт можно производить по ряду признаков.

По функцзлальн< ому назначению различают сети информа­ционные, предсавляиощие пользователю в основном информа-

Рис. 16.2. Виды топологий вычислительных сетей:

а— одинарная многоточечная линия;б— кольцевая (петлевая) сеть;в - звездообразная сеть;г— полносвязная сеть;д— древовидная сеть

ционное обслуживание (сети научно-технической информации, здравоохранения, резервирования билетов на транспорте и т. п.), вычислительные, выполняющие главным образом реше­ние задач с обменом данными и программами между ЭВМ сети, и смешанные — информационно-рычислительные.

По размещению информации в сети разделяют сети с цен­трализованным банком данных, формируемым в одном из узлов сети, и с распределенным банком данных, состоящим из отдель­ных локальных банков, расположенных в узлах сети.

По степени территориальной рассредоточенности можно вы­делить крупномасштабные или глобальные ВСт, охватывающие территорию страны, нескольких стран с расстояниями между отдельными узлами сети, измеряемыми тысячами километров, региональные сети, охватывающие определенные территориаль­ные регионы — город, район, область и т.п., локальные вы-₍ числительные сети (ЛВСт) с максимальным расстоянием между узлами сети не более нескольких километров.

По числу ГВМ, в которых производятся сбор, хранение

и обработка информации, следует различать ВСт с несколькими ГВМ и с одной. К последним относятся упоминавшиеся в гл. 1 ВС с телеобработкой, которые представляют собой ком­плексы, состоящие из вычислительной машины и удаленных абонентских пунктов, связанных с помощью,каналов и аппарату­ры передачи данных.

По типу исдользуемых ЭВМ выделяют однородные сети, содержащие программно-совместимые машины, и неоднородные_% если машины сети программно-несовместимы. На практике сети часто являются неоднородными.

По методу передачи данных различают вычислительные сети с коммутацией каналов, с коммутацией сообщений, с коммута­цией пакетов и со смешанной коммутацией. Для современных ВСт характерно использование коммутации пакетов (см. § 16.4).

Признаком различия сетей является тип используемых в ней протоколов обмена информацией.

Важным признаком классификации ВСт является их тополо­гия, определяющая геометрическое расположение основных ре­сурсов вычислительной сети и связей между ними. Топологиче­ская структура ВСт оказывает значительное влияние на ее пропускную способность, устойчивость сети к отказам ее обору­дования, на логические возможности и стоимость сети. В на­стоящее время наблюдается большое разнообразие в топологи­ческих структурах вычислительных сетей.

На рис. 16.2 представлены различные варианты топологий ВСт. Топология крупных вычислительных сетей может представ­лять собой комбинацию нескольких топологических решений.

3. Методы передачи данных по каналам связи. Коммутация каналов, сообщений, пакетов

Каналом связи называют физическую среду и аппаратурные средства, осуществляющие передачу информации от одного узла коммутации к другому либо к абонементу связи. Под физической средой понимается пространство или материал, обеспечивающие распространение сигналов: проводная воздушная или кабельная линия, скрученная пара проводов, коаксиальный кабель, свето­водная (стекловолоконная) линия, эфир [69].

В технике связи используются телеграфные и телефонные каналы связи. По телеграфным каналам информация передается в дискретной форме, что облегчает их сопряжение с ЭВМ. Одна­ко скорость передачи информации по телеграфным каналам невелика и составляет всего 50—200 бит/с. По телефонным каналам информация (речь) передается в аналоговой форме, и поэтому значительно усложняется сопряжение этих каналов

с ЭВМ. Однако эти каналы позволяют при использовании со­ответствующей дополнительной аппаратуры производить пере­дачу двоично-кодированной информации с достаточно большей скоростью (например, 96 ООО бит/с).

В настоящее время в технике глобальных и региональных вычислительных сетей и телеобработки для передачи данных используют главным образбм аналоговые каналы связи. При этом требуется специальная аппаратура передачи данных (АПД), осуществляющая необходимые для сопряжения анало­говых каналов с ЭВМ преобразования форм представления передаваемой информации, а также некоторые другие операции.

Канал связи, оснащенный аппаратурой для передачи дискретной информации, называется каналом передачи данных.

По возможным направлениям передачи информации разли­чают каналы:

1. симплексные, позволяющие передавать данные только в одном направлении;

2. полудуплексные, передающие данные в обоих направлени­ях, но не одновременно;

3. дуплексные, позволяющие передавать одновременно дан­ные в обоих направлениях.

Каналы передачи данных в зависимости от скорости переда­чи делятся на низкоскоростные со скоростью передачи 50, 75,

О 1 ООО 1 01100

_ПЛП_

Колебания несущей частоты ^

О 1 ООО 1 01100

-П—

100, 200 бит/с (по телеграфным линиям связи), среднескорост­ные со скоростью передачи 600, 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с (по телефонным каналам), вы­сокоскоростные со скоростью 24 000, 48 000, 96 000 бит/с (по ВЧ-каналам).

. . _т l/|V yvy v vjv

Fi I* Л Кг 1^1 ^гг I F,

II ill I ff)

О 1 ООО 1 01100

Изменение фаем на ISO

Рис. 16.3. Виды модуляции: а — амплитудная; б — частотная; в — фазовая

Передача дискретной (двоично-кодированной) инфор­мации по аналоговым каналам связи осуществляется путем мо­дуляции в передающем пункте колебаний несущей частоты (значение частоты зависит от скорости передачи данных; на­именьшая из употребляемых частот 1500 Гц) двоичными си­гналами передаваемого ко­да с последующей демо­дуляцией — восстановлением первоначальной формы сообще-

Аналоговый кала* связи

Модем

Модем

У-Аг

Дискретный кашля передача даяяых

Рис. 16.4. Дйскретный канал передачи данных