Компьютерные сети

Компьютерная сеть образуется при физическом соединении двух или более компьютеров.

Для создании компьютерных сетей необходимо аппаратное (сетевое оборудование) и программное обеспечение (сетевые программные средства).

Все компьютерные сети служат для совместного доступа к ресурсам:

· аппаратным (например, все участники сети используют один общий принтер или один компьютер с увеличенной емкостью жесткого диска – файловый сервер – для хранения результатов работы),

· программным (для выполнения сложных расчетов подключаются к удаленной большой ЭВМ, отправляют задание и по окончании расчетов получают обратно результат),

· информационным (данные, хранящиеся на удаленных компьютерах, в частности, Интернет).

Для подключения компьютера к сети необходим сетевой адаптер – специальная плата, которая устанавливается внутрь системного блока в один из слотов материнской платы. Основной функцией сетевого адаптера является передача и прием информации в сети.

Соединение сетевых адаптеров между собой осуществляется при помощи различного типа кабелей: витой пары, коаксиального, оптоволоконного.

При выборе типа кабеля учитываются:

· стоимость монтажа и обслуживания;

· скорость передачи информации;

· ограничение на расстояние передачи информации;

· безопасность передачи данных.

	стоимость	скорость передачи информации	ограничение на расстояние	безопасность передачи данных
витой пары	самый дешевый	до 10 Мбит/с	1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с	не защищен от помех
коаксиального	средняя цена	обычно до 10 Мбит/с, может быть до 50 Мбит/с	1500 м	защищен от помех
оптоволоконного	самый дорогой	несколько Гбит/с	Более 50 км	Воздействие помех отсутствует

Существуют беспроводные сети, работающие без кабеля: Wi-Fi (Wireless Fidelity «беспроводная точность»). При их использовании можно столкнуться с проблемами: рабочий диапазон 2,4 Ггц может быть занят излучением микроволновых печей, плохо проходят через преграды (дерево, тело человека), беспроводные сети не защищены, доступны злоумышленникам, невысокая скорость: от 1 Мбис/сдо 11 Мбит/с.

Подключение может производиться с помощью телефонных проводов и модема.

Модем – устройство, которое преобразует цифровые сигналы в аналоговые (модуляция) при передаче информации, а аналоговые в цифровые (демодуляция) при приеме.

Сообщения передаются по каналу связи с использованием одного из методов:

· симплексного – передача только в одном направлении (в телевидении и радиовещании);

· полудуплексный – передача в обоих направлениях поочередно (телеметрия, факсимильная связь);

· дуплексный (полнодуплексный) – одновременная передача в обоих направлениях (в глобальных сетях).

Сети делятся на локальные и глобальные.

Локальные сети (ЛС) объединяют относительно небольшое число компьютеров (10 – 100) в пределах одного помещения (учебный компьютерный класс), здания или учреждения (университета). Раньше использовались в основном для решения вычислительных задач, сейчас в 99% случаев используются для обмена информацией. Причем от 60% до 90% информации циркулирует внутри ЛС, не нуждаясь в выходе наружу.

ЛС в зависимости от назначения и технических решений могут иметь различную конфигурацию (архитектуру, топологию).

В кольцевой ЛС информация передается по замкнутому каналу. Каждый абонент непосредственно связан с двумя ближайшими соседями, хотя в принципе способен связаться с любым абонентом сети.

В звездообразной (радиальной) ЛС в центре находится центральный управляющий компьютер, последовательно связывающийся с абонентами и связывающий их друг с другом.

В шинной конфигурации компьютеры подключены к общему для них каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями.

В древовидной ЛС существует «главный» компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня и т.д.

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

Глобальные информационные сети – одно из основных достижений в области информационных технологий, главная примета вхождения в эпоху информационного общества. В настоящее время наиболее распространенной сетью является Internet, представляющий собой объединение огромного числа сетей – национального, отраслевого и еще более узкого – регионального уровня «Малые» сети имеют выходы (шлюзы) в сети более высокого ранга, в согласованную систему протоколов (правил) передачи данных (еще на 1995 г. через нее связано более 5 млн. компьютеров).

В глобальных сетях существует два режима информационного обмена. Диалоговый режим (режим реального времени), в котором пользователь, получив порцию информации, может немедленно на нее реагировать, называется on-line. В пакетном режиме, называемом off-line, пользователь передает порцию информации или принимает ее в коротком сеансе связи и на некоторое время отключается от сети.

Первая сеть с коммутацией пакетов ARPAnet начала действовать в США в 1969 году. Тогда в ней было 4 компьютера.

В России крупнейшей сетью является RELCOM, созданная в 1990 г. Она является членом Европейского консорциума EUnet, которая, в свою очередь, является участником Internet.

Чтобы сеть могла функционировать, кроме абонентских пунктов в ней существуют специальные компьютерные узлы связи, функционирующие круглосуточно (их головные компьютеры называют хост-машинами). Если они наряду с управлением сетью хранят банки информации, то их называют серверами.

Конечный пользователь включается в обмен в удобное для него время. Он соединяется с ближайшей хост-машиной, которая, в свою очередь, соединяется с другими хост-машинами в соответствии с адресом, указываемым пользователем сети, затем происходит обмен информацией. Хост-машины постоянно связаны между собой по выделенным каналам связи и обмениваются информацией в автоматическом режиме под управлением специальных программ.

Поскольку сеть объединяет компьютеры различных типов, работающие в разнородных ОС, важнейшим моментом при организации сети является система протоколов. Протокол – совокупность правил, согласно которым компьютеры взаимодействуют между собой. Различные компьютеры сети могут использовать различные программные средства, главное – чтобы пересылаемые данные соответствовали правилам протоколов.

Сети ЭВМ породили новые технологии обработки информации – сетевые технологии. В простейшем случае сетевые технологии позволяют совместно использовать ресурсы – накопители большой емкости, принтеры, доступ в Интернет, базы и банки данных. Наиболее современные и перспективные подходы к сетям связаны с использованием коллективного разделения труда при совместной работе с информацией – разработке документов и проектов, управлении учреждением и т.д.

Каждая сеть может быть организована либо по одно-ранговой, либо по клиент-серверной технологии.

В одно-ранговой сети все компьютеры с точки зрения данного сервиса равноправны, на каждом из них устанавливается одинаковое программное обеспечение, поддерживающее сервис.

«+» это удобно для пользователей, т.к. их компьютеры автономны, общение с корреспондентом осуществляется напрямую и не зависит от работоспособности сервера.

«-» возможности одноранговой сети весьма ограничены, а объем устанавливаемого программного обеспечения для сложных видов сервиса может быть очень большим.

Программное обеспечение, реализующее клиент-серверную технологию, разбивается на две части – серверную и клиентскую. Серверная часть является общей для всех пользователей, она размещается на выделенном компьютере, и выполняет основную часть работы по обеспечению данной услуги. Есть разные виды серверов: файловые и телекоммуникационные серверы, серверы для проведения математических расчетов, серверы баз данных.

Клиентская часть устанавливается на рабочих местах пользователей, она предназначена только для организации общения с соответствующим сервером и поэтому проще, чем аналогичная программа в одноранговой сети. По этой причине большинство современных сетевых услуг реализовано по клиент-серверной технологии. К ним относится электронная почта, системы работы с корпоративными базами данных, системы групповой работы и т. д.