Классификация, эффективность, принципы построения и топология вычислительных сетей. Телекоммуникационные системы и их аппаратные средства

Компьютерная (вычислительная) сеть – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию в сети. Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, комплексы ЭВМ, терминалы, промышленные роботы, станки с числовым программным управлением и т.д. Любой абонент сети подключается к станции.

Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и приемом информации. Совокупность абонента и станции принято называть абонентской системой. Для организации взаимодействия абонентов необходима физическая передающая среда.

Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных. На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть, которая обеспечивает передачу информации между абонентскими системами.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

· Глобальные сети (WAN – Wide Area Network);

· Региональные сети (MAN – Metropolitan Area Network);

· Локальные сети (LAN – Local Area Network).

Вычислительные сети

В вычислительных сетях программные и аппаратные связи являются еще более слабыми, а автономность обрабатывающих блоков проявляется в наибольшей степени - основными элементами сети являются стандартные компьютеры, не имеющие ни общих блоков памяти, ни общих периферийных устройств. Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств - сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной операционной системы, а какая-либо «общая» операционная система, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к локальным ресурсам другого компьютера. Такими ресурсами могут быть как данные, хранящиеся на диске, так и разнообразные периферийные устройства - принтеры, модемы, факс-аппараты и т. д. Разделение локальных ресурсов каждого компьютера между всеми пользователями сети - основная цель создания вычислительной сети.

Каким же образом сказывается на пользователе тот факт, что его компьютер подключен к сети? Прежде всего, он может пользоваться не только файлами, дисками, принтерами и другими ресурсами своего компьютера, но аналогичными ресурсами других компьютеров, подключенных к той же сети. Правда, для этого недостаточно снабдить компьютеры сетевыми адаптерами и соединить их кабельной системой. Необходимы еще некоторые добавления к операционным системам этих компьютеров. На тех компьютерах, ресурсы которых должны быть доступны всем пользователям сети, необходимо добавить модули, которые постоянно будут находиться в режиме ожидания запросов, поступающих по сети от других компьютеров. Обычно такие модули называются программными серверами (server), так как их главная задача - обслуживать (serve) запросы на доступ к ресурсам своего компьютера. На компьютерах, пользователи которых хотят получать доступ к ресурсам других компьютеров, также нужно добавить к операционной системе некоторые специальные программные модули, которые должны вырабатывать запросы на доступ к удаленным ресурсам и передавать их по сети на нужный компьютер. Такие модули обычно называют программными клиентами (client). Собственно, же сетевые адаптеры и каналы связи решают в сети достаточно простую задачу - они передают сообщения с запросами и ответами от одного компьютера к другому, а основную работу по организации совместного использования ресурсов выполняют клиентские и серверные части операционных систем.

Пара модулей «клиент - сервер» обеспечивает совместный доступ пользователей к определенному типу ресурсов, например к файлам. В этом случае говорят, что пользователь имеет дело с файловой службой (service). Обычно сетевая операционная система поддерживает несколько видов сетевых служб для своих пользователей - файловую службу, службу печати, службу электронной почты, службу удаленного доступа и т. п.

Термины «клиент» и «сервер» используются не только для обозначения программных модулей, но и компьютеров, подключенных к сети. Если компьютер предоставляет свои ресурсы другим компьютерам сети, то он называется сервером, а если он их потребляет - клиентом. Иногда один и тот же компьютер может одновременно играть роли и сервера, и клиент.

Основные программные и аппаратные компоненты сети

Даже в результате достаточно поверхностного рассмотрения работы в сети становится ясно, что вычислительная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов:

· Компьютеров;

· Коммуникационного оборудования;

· Операционных систем;

· Сетевых приложений.

Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью.

В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ.

В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ.

Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью.

Второй слой - это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением как по влиянию на характеристики сети, так и по стоимости.

Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Изучение принципов работы коммуникационного оборудования требует знакомства с большим количеством протоколов, используемых как в локальных, так и глобальных сетях.

Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы (ОС). От того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работы всей сети. При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная операционная система может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа и многие другие соображения.

Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами

Телекоммуникации – дистанционная передача данных на базе компьютерных сетей и современных технических средств связи.

Аппаратные средства телекоммуникационной системы:

· Компьютеры,

· Модемы,

· Кабели,

· Сетевое программное обеспечение и др

Телекоммуникационные Сети - это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.

Они подразделяются на:

· Компьютерные сети (для передачи данных),

· Телефонные сети (передача голосовой информации),

· Радиосети (передача голосовой информации - широковещательные услуги),

· Телевизионные сети (передача голоса и изображения - широковещательные услуги).

· Вычислительные (компьютерные) сети.

Компьютерные сети(ошибочно их еще называют интернет сети) - это совокупность компьютеров и телекоммуникационного оборудования, обеспечивающая информационный обмен компьютеров в сети.

Основное назначение компьютерных сетей - обеспечение доступа к распределенным ресурсам.

Сети могут быть:

· Локальными

· Глобальными.

Локальные – компьютерные сети, расположенные в пределах небольшой ограниченной территории (здании или в соседних зданиях) не более 10 – 15 км.

Глобальные – это компьютерные сети, объединяющие 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 (Корпорация Исследовательских и Образовательных Сетей, распущена решением членов Собрания 7 января 2003 года),

· EARNet (сеть, объединяющая по технологии BITNET университеты и научно-исследовательские лаборатории в Европе.),

· EUNet и другие глобальные сети, в том числе и корпоративные.

По назначению:

· Универсальные,

· Специализированные.

Вот для примера небольшой перечень довольно известных сетей:

NSFnet - имеет иерархическую структуру и концентрируется вокруг крупных университетских центров США.

Milnet - крупная сеть министерства обороны США

NASA Science Internet (NSI) - объединяет несколько компьютерных сетей по космическим исследованиям, физике космоса и другим научным направлениям в общую интерсеть глобального распространения.

BITNET - является также, как и Internet, одной из старейших глобальных компьютерных сетей. Bitnet располагает сетевым доступом к распределенным базам научно-исследовательских данных. Bitnet имеет несколько региональных частей:

EARN - Западная и Центральная Европа. В состав сети входят компьютеры национальных исследовательских центров Франции, Англии, Италии, Германии и других стран

NetNorth - Канада

EVnet - одна из наиболее крупных европейских компютерных сетей. Действует с 1982 года. Сеть EVnet имеет региональные части практически во всех европейских странах, включая страны Прибалтики и Россию.

Российскую часть EVnet представляет АО "Relcom", имеющее шлюзы, соединяющие EVnet c Internet и NSFnet; высокоскоростные выделенные линии связи; прикладные службы сети - электронную почту, списки рассылки, архивную службу EVnet.

Fidonet - используется среди молодежи мира, в том числе и в России, для неформального общения.

Предоставляемые услуги:

· Передача оцифрованной видео- и графической информации,

· Финансовых документов с обеспечением высокой степени конфиденциальности и достоверности с применением цифровой подписи и др.

· На базе PIENet реализована система бирж (электронных торгов) с учетом всех правил международной биржевой торговли.