Компьютерные сети
Понятие и классификация компьютерных сетей.
Компьютерная сеть – это совокупность аппаратных и программных средств, позволяющих объединить компьютеры в единую распределённую систему обработки, хранения и обмена информацией.
Преимущества объединения компьютеров в сети:
обмен информацией между компьютерами, передача файлов и сообщений;
организация распределённых вычислений и обработки информации;
организация совместного использования информации, создание централизованных баз данных;
совместное использование файлов и программ позволяет исключить дублирование информации на компьютерах;
совместное использование дорогостоящих ресурсов (программного обеспечения, модемов, принтеров, сканеров и т.п.).
Компоненты компьютерной сети:
аппаратные:
компьютеры;
линии связи;
коммуникационное оборудование;
программные:
операционные системы;
сетевые приложения.
Функции устройств сети:
узел – любое устройство в сети, имеющее свой идентификатор;
сервер – компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам;
клиент или рабочая станция – компьютер, потребляющий ресурсы.
Линии связи:
кабели
коаксиальный (тонкий и толстый);
витая пара;
оптоволоконный;
телефонные линии;
спутниковая связь.
Устройства для подключения к линиям связи и коммуникационное оборудование:
сетевая карта (адаптер) – устройство для подключения компьютера к локальной сети;
модем – устройство для подключения компьютера к телефонной линии связи для работы в глобальной сети, обеспечивает преобразование цифровых данных в аналоговый электрический сигнал (модуляция), а также обратное преобразование (демодуляция).
При построении сети существуют ограничения на длину связи между узлами, их количеством в сети и на интенсивность передачи данных. Для снятия этих ограничений используется специальное оборудование:
повторитель (repeater) используется для объединения двух сегментов сети (т.к. общая длина всех кабелей сети не должна превышать 500 метров) и улучшения качества сигнала;
концентратор (hub) - используются для соединения более чем двух компьютеров в сеть, каждый из которых напрямую подключается к концентратору, и для ретрансляции сигнала, полученного от одного компьютера, на все другие компьютеры;
мост (bridge) - используется для создания более протяженных сетей, для объединения нескольких сетей, работающих под управлением однотипных ОС.
коммутатор (switch) – по принципу обработки не отличается от моста, но имеет гораздо более высокую скорость работы;
шлюз (gateway) - используется при объединении сегментов сетей совершенно разных типов, обычно выполняет преобразование протоколов;
маршрутизатор (router) – это устройство, соединяющее сегменты разного типа в сети со сложной конфигурацией, его задача отправить информацию в нужную сеть.
Брандмауэр (firewall, межсетевой экран) – программное (или аппаратное) обеспечение, контролирующее информацию, выходящую из сегмента локальной сети или поступающую в него. С помощью специальных правил можно ограничить взаимодействие между компьютерами сети и компьютерами сегмента.
Прокси-сервер – это приложение, которое устанавливается на узле Интернет. Обеспечивает защиту локальной сети и кэширование (сохранение в памяти для повторного использования) информации, получаемой пользователем локальной сети из Интернет.
Классификация компьютерных сетей:
по расположению;
по физической топологии;
по организации работы;
и др.
В зависимости от территориального расположения компьютерные сети можно разделить на три основных класса:
локальные (ЛВС, LAN – Local Area NetWork);
региональные (РВС, MAN – Metropolitan Area NetWork);
глобальныe (ГВС, WAN - Wide Area NetWork).
Локальная вычислительная сеть – это компьютерная сеть, подключение к которой осуществляется с помощью сетевого адаптера. Она объединяет компьютеры одного предприятия, учреждения. Удаление подключаемых компьютеров в ЛВС от нескольких метров до 3-5 км, высокая скорость передачи данных (от 10 Мбит/с до 1000 Мбит/с). Все ресурсы сети являются ресурсами реального времени доступа, т.е. всегда доступны при наличии соответствующих прав доступа.
Региональная компьютерная сеть объединяет компьютеры одного города, района, страны. Расстояние между ними десятки – сотни км.
Глобальная вычислительная сеть – это компьютерная сеть, объединяющая компьютеры, которые могут находиться в разных странах, на разных континентах. Скорость передачи данных невысокая (в среднем, в нашей стране скорость подключения к глобальным сетям не превышает 64 Кбит/с).
Соединению с сетью может быть постоянным (ЛВС) или устанавливаться по запросу (подключение к Интернету через модем).