Локальные сети

Сети

Компьютерные сети создаются для того, чтобы дать возможность территориально разобщенным пользователям обмениваться информацией между собой, использовать одинаковые программы, общие информационные и аппаратные ресурсы.

По некоторым оценкам, более половины действующих ЭВМ подключены к сетям. Необходимость внедрения электронной почты, стремление коллективного использования разнообразных баз данных и аппаратных средств, потребность в проведении дискуссий и оперативных совещаний без отрыва. От рабочих мест, стремление повысить оперативность получения «свежей» информации подталкивает пользователей к подключению своих ЭВМ к сетям.

Сети появились в результате творческого сотрудничества специалистов вычислительной техники и техники связи.

Вычислительные сети подразделяются на два вида: локальные и глобальные.

Локальная сеть имеет небольшую протяженность (до 10 км). Глобальная сеть может охватывать значительные расстояния — десятки тысяч километров. Когда-нибудь к глобальным сетям будут подключены компьютеры, расположенные на космических станциях и на других планетах Солнечной системы.

При классификации сетей можно считать, что если организация (или предприятие) является собственником линии связи (при этом канал связи является высокоскоростным), то это — локальная сеть. Если же организация арендует низкоскоростные каналы связи (например, спутниковую линию связи), то это — глобальная сеть.

Скорость передачи информации измеряется в битах в секунду (килобитах в секунду и т.д.). Иногда используется неузаконенная внесистемная единица — бод. При скорости 1 бод в канал связи передается один импульс каждую секунду, то есть один бит.

Наименьшей системной единицей измерения скорости передачи информации является 1 бит/с.

Для работы в глобальной сети требуется модем. При этом асинхронная передача каждого символа (буквы или цифры) осуществляется с помо­щью десяти битов (8 бит требуется для передачи символа и два бита служебных — стартовый и стоповый).

Таким образом, при скорости передачи данных 28800 бит/с в линию передается 2880 символов в секунду. При такой скорости передачи данных для пересылки одной страницы текста, содержащей 3000 символов, потребуется чуть больше одной секунды. Скорость работы современных модемов различна. Разработаны промышленные модели, работающие со скоростями 14400 бит/с, 16800 бит/с, 28800 бит/с, 33600 бит/с и 56000 бит/с.

Локальные сети

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) — это такая вычислительная сеть, в которой компьютеры с подключенными к ним периферийными устройствами расположены в географически ограниченном пространстве, чаще всего в пределах промышленного или коммерческого предприятия, банка, библиотеки, научной организации, учебного заведения и т.п.

Локальные сети позволяют организовать совместное использование дорогостоящей аппаратуры, а также распределенную обработку данных на нескольких компьютерах. Это дает значительную экономию материальных средств и ускорение процесса обмена информацией. Например, при наличии на предприятии десяти ЭВМ не обязательно покупать десять лазерных принтеров. Можно купить один, а средства локальной сети предоставят доступ к нему для любой ЭВМ.

В локальной сети можно организовать коллективный доступ к жесткому диску большого объема (установленному на единственной ЭВМ), тем самым экономить средства за счет покупки небольших винчестеров для каждой ЭВМ. В ЛВС достаточно установить один накопитель на оптических дисках, один плоттер или модем, а все ЭВМ сети будут иметь поочередный доступ к этим устройствам.

На дисках многих ЭВМ записаны одинаковые программы (текстовые и графические редакторы, базы данных, электронные таблицы). При подключении ЭВМ к локальной сети копии используемых программ можно хранить на диске одной ЭВМ. При этом дисковая память остальных компьютеров освобождается для решения собственных задач пользователей.

ЛВС позволяет группе пользователей выполнять совместные проекты. К примеру, если несколько сотрудников должны использовать одну базу данных, бухгалтерскую программу или систему управления предприятием, то эффективно решать такие задачи помогает локальная вычислительная сеть. Для этого обычно используются особые сетевые версии прикладных программ, специально предназначенные для работы в локальной сети и снабженные лицензией, которая дает право группового использования программы. Таким образом, ЛВС создают предпосылки для перехода к безбумажной технологии оформления документации.

Сети характеризуются структурой (топологией). Под структурой локальной сети понимают определенный способ соединения ЭВМ линиями связи. Известны следующие структуры: шинная, кольцевая, звездная и древовидная. Существуют также структуры, образованные путем комбинации перечисленных структур.

Шинная структура характеризуется общедоступной линией связи, в качестве которой обычно используются витая пара проводов, коаксиальный или оптоволоконный кабель. Для нее характерны низкая стоимость подключения новых ЭВМ, простота управления, высокая гибкость и возможность простого расширения сети.

В кольцевой структуре сети ЭВМ последовательно соединены друг с другом однонаправленной замкнутой линией связи. Информация, передаваемая по кольцу, регенерируется в каждой ЭВМ), нные передаются как бы по эстафете). Такая структура требует более сложного управления, а включение новой ЭВМ приводит к временному разрыву кольца и прекращению работы в сети.

Звездная структура предполагает наличие центрального компьютера (сервера), с которым связываются остальные ЭВМ (рабочие станции, клиенты). Сервер управляет сетью, определяет маршрут передачи сообщений. По основным характеристикам звездная структура уступает шинной структуре. В частности, ее применение требует повышенных затрат на прокладку линий связи.

Древовидная структура выглядит в виде ели, которая расширяется внизу. Отказ одного компьютера приводит к отказу лишь одной ветви.

Каждый компьютер в составе ЛВС должен иметь следующие компоненты: сетевой адаптер (карту) и сетевую операционную систему (сетевые программы). Компьютеры ЛВС чаще всего соединены между собой проводом или коаксиальным кабелем. Существуют беспроводные локальные сети с инфракрасными или радиоволновыми линиями связи.

Функцией сетевого адаптера (сетевой карты) является передача и прием сигналов, циркулирующих по кабелям связи.

В настоящее время наибольшее распространение получил кабель на неэкранированной витой паре (UТР). Максимальное расстояние, на котором могут быть расположены компьютеры, соединенные с помощью UТР, достигает 300 м. Скорость передачи информации по такому кабелю составляет от 10 до 155 Мбит/с.

Кабель на экранированных витых парах (SТР) позволяет передавать информацию со скоростью 16 Мбит/с на расстояние до 90 м. Экранированные кабели дороже по сравнению с UТР, но они обеспечивают лучшую помехозащищенность к электромагнитному излучению.

Коаксиальный кабель хорошо защищен от мешающего электромагнитного излучения. Он позволяет передавать информацию на расстояния до 2000 м со скоростью 2-44 Мбит/с.

Волоконно-оптические кабели передают данные без повторителей на расстояние до 10 км со скоростью до 10 Гбит/с.

В этих кабелях средой для передачи информации служит оптоволокно. Оно представляет собой тонкую нить из стекла (или пластика).

Волоконно-оптический кабель соединяет между собой электронные системы, поэтому приходится преобразовывать электрический сигнал в световой сигнал и наоборот.

ЛВС бывают одноранговыми и с выделенными серверами.

Любая рабочая станция в одноранговой сети может выступать по отношению к другой станции как клиент или как сервер. В сети с выделенным сервером все клиенты общаются с центральным сервером. Легче всего представить сеть с выделенным сервером на примере звездной структуры сети. Все клиенты взаимодействуют друг с другом через сервер, который находится в центре звезды.

Таким образом, для создания ЛВС необходимо сделать определенные материальные затраты (приобрести адаптеры, кабель, сетевую операционную систему, выполнить монтаж, настройку и т.д.). Однако стоимость этих затрат оказывается меньше по сравнению с экономией, которая образуется из-за уменьшения числа приобретаемых лазерных принтеров, накопителей на оптических дисках, дорогих винчестеров, а также за счет появления новых возможностей быстрой передачи информации на значительные расстояния.