Информационно-вычислительные сети. Архитектура сетей и систем телекоммуникаций, базовые понятия и терминология сетевых технологий.
Базовые понятия и терминология
Информационно вычислительная сеть (ИВС) — локальная компьютерная сеть, имеющая развитую инфраструктуру.
Классифицируя сети по территориальному признаку, различают локальные (LAN = Local Area Network), глобальные (WAN = Wide Area Network) и городские (MAN = Metropolitan area network) сети.
В зависимости от масштаба производственного подразделения, в пределах которого действует сеть, различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети.
Сети отделов используются небольшой группой сотрудников в основном с целью разделения дорогостоящих периферийных устройств, приложений и данных; имеют один-два файловых сервера и не более тридцати пользователей; обычно не разделяются на подсети; создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии; могут работать на базе одноранговых сетевых ОС.
Сети кампусов объединяют сети отделов в пределах отдельного здания или одной территории площадью в несколько квадратных километров, при этом глобальные соединения не используются. На уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции и управления неоднородным аппаратным и программным обеспечением.
Корпоративные сети объединяют большое количество компьютеров на всех территориях отдельного предприятия. Для корпоративной сети характерны: масштабность - тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;
Программные средства, реализующие простейшую схему удаленного доступа к файлам, включают классические элементы сетевой операционной системы: сервер, клиент и средства транспортировки сообщений по линии связи.
Важной характеристикой сети является топология - тип графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между ними. Конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети.
Типовыми топологиями физических связей являются: полносвязная, ячеистая, , кольцевая топология, топология типа звезда, топология типа дерево и общая шина. Также выделяют смешанную топологию. Небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию, а для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.
Сетевая архитектура описывает не только физическое расположение сетевых устройств, но и тип используемых адаптеров и кабелей. Кроме того, сетевая архитектура определяет методы передачи данных по кабелю. Наиболее распространенные архитектуры:
Ethernet (англ. ether - эфир) - широковещательная сеть. Все станции сети могут принимать все сообщения. Топология линейная или звездообразная. Скорость передачи данных 10 или 100 Мбит/с.
Аrcnet (Attached Resource Computer Network - компьютерная сеть соединенных ресурсов) - широковещательная сеть. Топология - дерево. Скорость передачи данных 2,5 Мбит/с.
Token Ring (эстафетная кольцевая сеть, сеть с передачей маркера) - кольцевая сеть, в которой принцип передачи данных основан на том, что любой узел кольца ожидает прибытия некоторой короткой уникальной последовательности битов - маркера - из смежного предыдущего узла. Поступление маркера указывает на то, что можно передавать сообщение из данного узла дальше по ходу потока. Скорость 4 или 16 Мбит/с.
FDDI (Fiber Distributed Data Interface) - сетевая архитектура высокоскоростной передачи данных по оптоволоконным линиям. Скорость 100 Мбит/с. Топология - двойное кольцо или смешанная (с включением звездообразных или древовидных подсетей).
Максимальное количество станций в сети 1000. Очень высокая стоимость оборудования.
АТМ (Asynchronous Transfer Mode) - перспективная, очень дорогая архитектура, обеспечивает передачу цифр данных, видеоинформации и голоса по одним и тем же линиям. До 2,5 Гбит/с.
Линии связи оптические