Понятие вычислительной сети. Типы сетей

Необходимость организации оперативного обмена информацией, разделения и более равномерной загрузки дорогостоящих ресурсов, создания гибкой рабочей среды привели к необходимости создания сетей ЭВМ.

Сеть можно определить как группу компьютеров (ЭВМ и терминалов), соединенных между собой при помощи коммутационного оборудования (специальной аппаратуры) и программного обеспечения, обеспечивающего обмен информацией между компьютерами данной группы. Компьютеры, объединенные в сеть, функционируют как единая вычислительная система.

Компьютер, подключенный к сети, на котором работает ее пользователь, называют обычно рабочей или терминальной станцией (РС), это компьютер, через который пользователь получает доступ к сети. Таким образом, рабочая станция всегда связана с работой в сети конкретного пользователя, с решением конкретных прикладных задач.

Существуют компьютеры, которые используются как управляющие центры в сети, с которыми не работает непосредственно пользователь. Такие компьютеры называют серверами. Сервер имеет ресурсы и осуществляет управление ими, обеспечивая доступ к ним от других узлов сети. Сервер – это узел сети, в котором обеспечивается обслуживание функционирования других компьютеров сети путем управления распределением дорогостоящих ресурсов совместного использования (например, файловый процессор (или файл-сервер), управляющий дисковыми накопителями, обеспечивающий хранение и архивное обслуживание информации для компьютеров в сети, сервер печати и т.п.), обеспечения соединения с другими средствами сети (т.е. серверы - это коммутационные процессоры, обеспечивающие связь рабочих станций).

При описании сетей часто используется понятие хост-компьютера. Хост-компьютер (host computer, service computer) – это главная ЭВМ, присоединенная к сети и реализующая сетевые протоколы таким образом, что ее ресурсы становятся доступными через сеть. Иногда все узлы сети делят на две большие группы: процессоры передачи данных и связные коммутаторы объединяют в первую группу, а все остальные машины относят ко второй группе и называют хост-компьютерами, объединяя таким образом и service computers, и user computers (т.е. машины пользователей).

Существуют различные типы сетей. Если компьютеры, объединенные в сеть, расположены недалеко друг от друга и соединены с помощью высокоскоростных адаптеров и цифровых линий связи, то такую сеть называют локальной вычислительной сетью (ЛВС). Локальная вычислительная сеть (LAN – Local Area Network) – это группа расположенных в пределах некоторой территории компьютеров (в одной комнате, в одном или нескольких рядом стоящих зданиях), совместно использующих информационные, программные и аппаратные ресурсы.

Локальные сети по способу «распределения обязанностей» между компьютерами, включенными в сеть, делят на одноранговые сети и сети с выделенным сервером. В сетях с выделенным сервером (их иногда называют сетями клиент-серверного типа) выделяется компьютер, играющий роль сервера, т.е. предоставляющий свои ресурсы в распоряжение пользователей, работающих на других компьютерах в сети, управляющий доступом пользователей к этим ресурсам. Остальные компьютеры в сети являются клиентами этого сервера, обращаются к нему с запросами на обслуживание для получения доступа к его ресурсам. Тип ресурса, которым управляет сервер, определяет и тип сервера (файл-сервер, сервер печати и т.п.). На сервере устанавливается специальная сетевая ОС, обеспечивающая выполнение функций сервера. На рабочих станциях также устанавливается специальное клиентское ПО (ОС со встроенными сетевыми средствами или оболочка рабочей станции).

Одноранговые сети включают несколько компьютеров, каждый из которых может играть роль сервера, предоставляя в распоряжение других компьютеров свои ресурсы (каталоги, принтеры и т.п.). Таким образом, компьютеры могут «меняться ролями», выполнять функции как клиентов, так и серверов. Работа одноранговых сетей обеспечивается также операционными системами.

Эти два класса сетей различаются по своим характеристикам. В одноранговые сети обычно объединяется небольшое количество компьютеров (до 10), в сети с выделенными серверами – десятки и сотни компьютеров. Сети с выделенным сервером обеспечивают более жесткие требования к защите информационных ресурсов.

В настоящее время существует тенденция к объединению двух типов сетей, т.е. создаются сети с выделенными серверами, поверх которых строятся одноранговые сети. Это позволяет реализовать преимущества каждого класса сетей.

ЛВС масштаба предприятия могут включать в себя несколько сетей, в них могут использоваться разные сетевые архитектуры, или топологии. Такие сети называют мультисетями.

Если в сеть объединяются отдельные территориально рассредоточенные компьютеры или локальные сети, расположенные на значительном удалении друг от друга, то связь обычно осуществляется через модемы и дальние низкоскоростные аналоговые линии связи, а сети такого типа называют глобальными сетями. Глобальные сети (WAN – Wide Area Network) объединяют компьютеры, расположенные в разных географических областях. Они охватывают расстояния в сотни и тысячи километров.

Кроме того, сети передачи данных делятся на два больших класса: сети общего пользования (коммунальные) и частные сети.

Общедоступные сети передачи данных предоставляют свои услуги всем желающим за определенную плату. Сети общего пользования строятся телекоммуникационными компаниями или гос. учреждениями, предоставляемые ими средства совместно используются компьютерами и терминалами многих фирм или учреждений. Любой компьютер, включенный в сеть, может послать информацию любому другому компьютеру, если это не нарушает правил системы защиты и принятые ограничения.

В настоящее время широко используются сети масштаба предприятия, или корпоративные сети, объединяющие отдельные компьютеры и локальные сети, принадлежащие одному предприятию. Связь в этих сетях обычно осуществляется через выделенные или принадлежащие данному предприятию линии и средства связи. Частные сети организуются в рамках одной корпорации или государственного учреждения. Их создатели арендуют линии связи для частного пользования, конструируют сеть с помощью своих средств коммутации. В настоящее время большинство частных сетей строится на базе выделенных арендуемых линий, а не на базе коммунальных коммутируемых сетей передачи данных.