Характеристика локальных и глобальных сетей

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) -Local Area Network (LAN) - это группа (коммуникационная система) относительно небольшого количества компьютеров, объединенных совместно используемой средой передачи данных, расположенных на ограниченной по размерам небольшой площади.

В локальной сети компьютеры расположены компактно - в пределах одного помещения, этажа, здания, организации.

Как правило, объединенная в сеть группа компьютеров связана с более мощным компьютером, выполняющую роль сетевого сервера. Все компьютеры в локальной сети могут использовать специализированные приложения (например, базы данных), хранящиеся на сетевом сервере, и работать с общими устройствами: принтерами, факсами и другими периферийными устройствами. Как только преимущества компьютерных сетей стали неоспоримы и сетевые программные продукты начали заполнять рынок, перед фирмами и крупными компаниями с многочисленными филиалами встала задача расширения сетей. Так на основе локальных сетей возникли более крупные системы.

Сегодня, когда географические рамки сетей раздвигаются, чтобы соединить пользователей из разных городов и государств, локальные вычислительные сети объединяются и, по сути, превращаются в глобальную вычислительную сеть, а количество компьютеров в сети уже может варьироваться от десятка до нескольких тысяч.

Глобальная вычислительная сеть (ГВС или WAN - Wide Area Network) - сеть, соединяющая компьютеры, удаленные географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальные вычислительные сети объединяют локальные сети и отдельные компьютеры, удаленные друг от друга на большие расстояния. Самая известная и популярная глобальная сеть - это Интернет. Кроме того, к глобальным вычислительным сетям относятся: всемирная некоммерческая сеть FidoNet, CREN, EARNet, EUNet и другие глобальные сети, в том числе и корпоративные.

Корпоративная сеть (EWN - Enterprise-Wide Network)- это сеть, главным назначением которой является обеспечение функционирования конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Пользователями корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия.

Корпоративная сеть может быть сложно связана и способна покрывать город, регион или даже континент. Число пользователей и компьютеров может измеряться тысячами, а число серверов - сотнями, расстояния между сетями отдельных территорий бывают такими, что приходится использовать глобальные связи. Для соединения удаленных локальных сетей и отдельных компьютеров в корпоративной сети применяются разнообразные телекоммуникационные средства. Компьютерную сеть часто называют Интранетом, и это слово можно назвать синонимом. Интранет - это корпоративная сеть, построенная на Интернет-технологиях.

Для корпоративной сети характерны:

· масштабность - тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных приложений;

· высокая степень гетерогенности (неоднородности) - различные типы компьютеров, коммуникационного оборудования, операционных систем и приложений;

· использование глобальных связей - сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.

Кроме того, она либо полностью изолирована от других сетей (не имеет никаких связей с ними), либо имеет более или менее защищённые внешние связи. Последнее означает, что связь с внешним миром, например, с Интернетом, осуществляется через компьютеры со специальным защитным программным обеспечением. Эти компьютеры называются брандмауэрами (англ. firewall). Они препятствуют утечке корпоративной информации и несанкционированному проникновению в сеть снаружи, например, с целью порчи или копирования информации, предотвращают засорение сети ненужной информацией (лишней почтой, рекламой и т.п.).

Сотрудники внутри корпоративной сети организуются в четкую иерархию в соответствии со штатным расписанием, для каждого заводится личная карточка со всей нужной информацией. Начальство точно знает, кто и чем занят в компании каждую минуту и каждую секунду рабочего времени.

Разновидностью глобальных сетей можно считать городская сеть.

Городская сеть (MAN - Metropolitan Area Network) - сеть, которая обслуживает информационные потребности большого города (мегаполиса). Она объединяет компьютеры в пределах города. Городские сети появились сравнительно недавно; они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста. Развитие технологии сетей мегаполисов осуществлялось местными телефонными компаниями. Обычно городская сеть представляет собой общедоступную компьютерную сеть с высокими параметрами производительности.

Главным требованием, предъявляемым к сетям, является выполнение сетью ее основной функции - обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть. Все остальные требования - производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость - связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

Конфигурация (или, как еще говорят, архитектура, или топология) компьютерных сетей. Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина сегментов.

С точки зрения физического расположения функциональных компонентов локальной сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи можно выделить четыре базовые топологии: "кольцо", "звезда", "общая шина” и "древовидная".

В кольцевой топологии информация передается по замкнутому каналу. Каждый компьютер непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети. Последняя рабочая станция связана с первой.

Если компьютер получит данные, принадлежащие для другой рабочей станции, он передает их следующему по кольцу. Если компьютер получит данные, предназначенные для него, они дальше не передаются. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в сеть. В случае выхода из строя хотя бы одной рабочей станции работа в сети прекращается, поэтому для большей надежности у каждого компьютера имеются два пути доступа (второе кольцо).

Недостаток сети с кольцевой топологией - невысокое быстродействие по сравнению с топологией "звезда", но сравнимо с топологией "шина".

В звездообразной (радиальной) в центре находится центральный управляющий компьютер (называемый "хабом"), к которому отдельными лучами (кабелями) подключены другие сетевые устройства и компьютеры, связанные через него друг с другом. Центральный компьютер получает и обрабатывает все данные с рабочих станций, являясь единственным активным узлом обработки данных. Информация между любыми рабочими станциями в этом случае проходит через центральный узел вычислительной сети. Пропускная способность определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции.

Преимущества сети звездообразной топологии следующие:

· является сетью наиболее быстродействующей, поскольку передача данных проходит
через центральный узел по отдельным линиям, используемым только этими рабочими
станциями;

· допускает простую модификацию при добавлении рабочих станций, не нарушая
остальной части сети;

· отказ одной рабочей станции не приводит к остановке всей сети;

· в одной сети допускается применение несколько типов кабелей.

К недостаткам звездообразной топологии следует отнести:

· при отказе центрального компьютера становится неработоспособной вся сеть;

· большая протяженность кабелей обходится дороже, чем сети с иной топологией.

В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями. Эта топология использует один передающий канал на базе коаксиального кабеля. Все сетевые компьютеры присоединяются напрямую к шине. На концах кабеля-шины устанавливаются специальные заглушки - "терминаторы" (terminators). Они необходимы для того, чтобы погасить сигнал после прохождения по шине.

Шинная топология обладает следующими преимуществами:

· надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и установке;

· требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений;

· ее топологию легко расширить;

· выход из строя одного узла не нарушает работоспособности сети в целом.

К недостаткам шинной топологии следует отнести следующее:

· данные, предаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам, поэтому информация в системе на физическом уровне слабо защищена;

· в случае повреждения основного кабеля вся сеть перестает функционировать;

· при продвижении по кабелю сигнал ослабляется, это накладывает ограничение на число компьютеров, подключаемых к сети. Если нужно подключить большее число компьютеров к сети, необходимо использовать специальное сетевое оборудование, называемое повторителем (репитером), усиливающее сигнал на определенных участках шины.

В древовидной топологии существует "главный" компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д.

Кроме того, возможны конфигурации без отчетливого характера связей; пределом является полносвязная конфигурация, когда каждый компьютер в сети непосредственно связан с любым другим компьютером.

Древовидная топология - топология сети, в которой узлы и связи между ними образуют неориентированный ациклический граф, не содержащий замкнутых путей и позволяющий соединить единственным образом пару любых узлов.