Тема 6. Вычислительные сети

6.1. Понятие вычислительной сети. Характеристика вычислительных сетей.

6.2. Особенности построения ЛВС.

6.3. Особенности построения глобальных ВС.

6.1. Понятие вычислительной сети. Характеристика вычислительных сетей.

Любая совокупность взаимосвязанных физических элементов, образующих единое целое, называется системой.

Несколько ЭВМ (компьютеров) могут быть объединены в систему для решения каких – либо важных специальных задач. Примером такой системы может служить вычислительная система на борту самолета или космического аппарата. При этом ЭВМ сами являются совокупностями взаимосвязанных функциональных устройств, образующих единое целое. Поэтому их часто называют системами.

Вычислительной сетью (ВС) называется совокупность связанных и взаимодействующих вычислительных систем (машин), предназначенная для эффективного использования общих ресурсов или общих данных.

Применяются два основных вида ВС: локальные вычислительные сети (ЛВС) и глобальные вычислительные сети (ГВС). Глобальные вычислительные сети иногда называются также телекоммуникационными сетями (ТКВС).

Вычислительные машины (компьютеры) в сетях могут называться также станциями, или узлами, или терминалами.

ЛВС создаются для эффективного использования общих ресурсов. Общими являются следующие ресурсы:

1) программное обеспечение,

2) память,

3) устройства коллективного пользования (графопостроители, принтеры и др.).

Станции (компьютеры) в ЛВС отстоят друг от друга на расстояниях от нескольких метров до нескольких километров. ЛВС размещаются, как правило, в пределах одного помещения, одного здания или комплекса зданий.

Данные между компьютерами в ЛВС передаются по линиям связи с высокими скоростями, которые могут достигать сотен Мбит в секунду (Мбит/с).

Вероятность искажения передаваемых данных в ЛВС близка к нулю.

Глобальные вычислительные сети создаются для эффективного использования больших массивов общих данных. Расстояние между компьютерами в таких сетях может достигать нескольких десятков тысяч километров.

Скорость передачи данных по каналам связи ГВС на 1- 3 порядка ниже такой скорости в ЛВС. В глобальных сетях для передачи данных в настоящее время широко используются высокоскоростные выделенные лини связи и радио УКВ каналы. В меньшей мере находят применение телефонные каналы связи.

Вероятность искажения данных в ГВС выше, чем в ЛВС.

Лучшим примером ГВС является Интернет.

Вычислительные сети могут организовываться в пределах большого города, области, края. Такие сети называются региональными (РВС). По характеристикам РВС занимают промежуточное место между ЛВС и ГВС.

6.2. Особенности построения ЛВС.

Локальные вычислительные сети имеют сокращенное английское название LAN. Слово LAN состоит из первых букв слов Local - локальный, Area - пространство, Network -сеть, то есть локального пространства сеть, или локальная сеть.

6.2.1. Структуры ЛВС.

Структура – это совокупность устройств (составляющих) с указанием связей между ними.

Можно выделить две основные структуры ЛВС: одноранговую и структуру с выделенным сервером. Сервер – это компьютер, предназначенный для управления всей сетью. Он обрабатывает запросы компьютеров сети на совместные ресурсы или ресурсы других компьютеров. Компьютер, который делает запрос на ресурсы и использует ресурсы других компьютеров, называется клиентом.

Самая простая ЛВС состоит из однотипных компьютеров и не имеет выделенного сервера. Такая сеть называется одноранговой.

Структура одноранговой ЛВС показана на рис. 1.

Рис. 1. Структура одноранговой ЛВС.

Станции (компьютеры) соединяются между собой через свои сетевые платы (СП) и линию связи.

Работа сети организуется сетевыми операционными системами (СОС), которые устанавливаются на всех компьютерах. Каждый компьютер является как сервером, так и клиентом. При этом одни компьютеры сети могут представлять свои ресурсы другим компьютерам. Такими ресурсами могут быть файлы, принтеры, графопостроители и др.

В качестве ОС одноранговых ЛВС в настоящее время использоваться операционные системы NetWare фирмы Novell и последние версии системы Windows фирмы Microsoft.

Более мощные ЛВС имеют выделенный сервер, который предназначается только для обслуживания сети. По характеристикам сервер, как правило, превосходит станции. Сеть строится по принципу КЛИЕНТ – СЕРВЕР и имеет два ранга. Структура такой сети представлена на рис. 2. Станции сети через сетевые платы (СП), линии связи и коммутатор подсоединяются к серверу.

Рис. 2. Структура ЛВС с выделенным сервером.

На сервере применяется сетевая ОС. В компьютерах сети используются обычные ОС. Наиболее часто применяются сетевые ОС NetWare различных версий. Раньше использовались также сетевые ОС LAN Manager и LAN Server фирмы IBM. Сетевые операционные системы содержат специальные средства, которые называются протоколами.

Протокол – это совокупность оговоренных и принятых правил кодирования и передачи данных в сетях. Протоколы связывают СОС с аппаратурой сетей.

Локальные сети с выделенным сервером сложнее одноранговых ЛВС. Однако возможности сетей с выделенным сервером существенно превосходят возможности одноранговых сетей.