Глобальные сети

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонной линии связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего мира и организации доступа к этим ресурсам.

Для подключения к удаленным компьютерам и компьютерным сетям используются телефонные сети. Процесс передачи данных по телефонным линиям должен происходить в форме электрических колебаний – аналога звукового сигнала, в то время как в компьютере информация хранится в виде кодов. Для того чтобы передать информацию от компьютера через телефонную линию, коды должны быть преобразованы в электрические колебания. Этот процесс носит название модуляции. Для того чтобы адресат смог почитать на своем компьютере то, что ему отправлено, электрические колебания должны быть обратно превращены в машинные коды – демодуляция. Устройство, которое осуществляет преобразования данных из цифровой формы, в которой они хранятся в компьютере, в аналоговую (электрические колебания), в которой они могут быть переданы по телефонной линии, и обратно, называется модем ( сокращенно от МОдулятор ДЕМодуляции ). Компьюте, в этом случае, должен иметь специальную телекоммуникационную программу, которая управляет модемом, а также отправляет и получает последовательности сигналов передаваемой информации.

Глобальные вычислительные сети создаются путем объединения локальных и региональных вычислительных сетей. Они представляют собой конгломерат различных технологий.

По сравнению с локальной вычислительной сетью большинство глобальных отличают медленная скорость передачи и более высокий уровень ошибок. Новые технологии в области глобальных вычислительных сетей нацелены на разрешение этих проблем.

Глобальные сети, кроме того, что они охватывают очень большие территории, имеют и ряд других особенностей по сравнению с локальной сетью.

1. Глобальные сети, в основном, используют в качестве каналов связи телефонные линии – это медленные каналы с высоким уровнем ошибок. Однако в настоящее время все более внедряются высокоскоростные оптоволоконные и радиоспутниковые каналы связи.

2. ЭВМ (ПЭВМ) подключаются к каналам связи с помощью специальных устройств, называемых модемами.

3. Конфигурация таких сетей может быть различна и в отличие от локальных сетей – нерегулярна.

4. Различные по охвату территории: для локальных примерно < 10 км, а для глобальных – от сотни и более.

5. В глобальной сети между ее узлами существует множество путей доставки информации, а для локальных – всегда один.

6. Скорость передачи информации в локальных сетях выше, чем в глобальных.

Примером глобальной сети является сеть Internet. Она сеть отличается от локальной более протяженными коммуникациями и может включать в себя несколько локальных. Глобальная сеть обычно состоит из разнородных вычислительных систем и технических средств. Поэтому частота ошибок в них более высока и протоколы обмена более сложны по сравнению с локальными сетями. В глобальных сетях ЭВМ располагаются друг от друга на расстояниях от нескольких сот до нескольких десятков тысяч километров.

В сегодняшнем понимании компьютерная сеть это сложная структура, основанная на трех основных принципах.

Первый из них – наличие единого центра, координирующего деятельность и развитие сети.

Второй – использование системы маршрутизации, позволяющей сообщению двигаться по цепочке узлов сети без дополнительного вмешательства человека.

Третий – применение единой стандартной адресации, делающей сеть “прозрачной” для внешних сетей, а последние – доступными для любой абонентской точки системы.

Значительное увеличение числа пользователей глобальных сетей за последние годы привело к тому, что применяемые для передачи данных телефонные сети уже не справляются со всем объемом передаваемой информации. На смену им приходит спутниковая связь. При спутниковой связи пользователь, группа пользователей или локальная сеть снабжаются малой спутниковой антенной и связываются между собой через спутник.

К преимуществам такого способа связи надо отнести, прежде всего, высокую скорость связи (до 8 Мбит/сек). Каждый спутник в состоянии обеспечить работу до 5000 земных станций. Данная технология связи успешно развивается. Уже в 1990г. в мире насчитывалось порядка 20000 малых наземных станций. В новом столетии большинство глобальных сетей будут беспроводными.

С точки зрения пользователя, существенным является деление всех глобальных сетей на две категории – коммерческие и некоммерческие. В коммерческих сетях все услуги платные. Обычно плата определяется временем работы пользователя в сети и количеством перекачиваемой им по сети информации Тарифы определяются видом услуг. В некоммерческих сетях все услуги бесплатные. В России, в частности на Северном Кавказе, действует некоммерческая сеть UniCom/Россия, созданная ассоциацией университетов России и Российской академии наук. Она является частью международной сети Freenet, которая в свою очередь, входит в состав Internet.

На территории России действуют и коммерческие сети. Наиболее известная среди них – Relcom, являющаяся также частью сети Internet.

Второй признак классификации сетей – это ее топология, т.е. схема объединения в сеть компьютеров и совместное использование оборудования. В целом, под топологией понимается конфигурация физических соединений компонентов сети. Тип ее определяет производительность и надежность эксплуатации сети. Есть следующие базовые типы топологии (они характерны в основном в локальных сетях):

- звездообразная (star),

- шинная, или магистральная (bus),

- кольцевая (ring, loop)

Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки. Реально чистых типов практически нет, есть их различные модификации.

Компьютерная сеть “ Звезда” имеет центральный элемент: компьютер-сервер, к которому подключены остальные ЭВМ. В качестве центрального элемента такой сети может выступать и сетевой концентратор, который всегда служит для распознавания конфликтов между элементами сети и их ликвидации, а также синхронизации информационных потоков внутри сети. В центре звезды находится концентратор, т.е. одна ЭВМ работает как ведущая, которая связана с остальными, подчиненными ей (рис.2). Обычно Звезда состоит из одного узла – концентратора и нескольких, соединенных с ним узлов – терминалов. Терминалы не связаны между собой.

Рис. 2. Звездообразная топология

Достоинства такого типа сетей в простоте и быстроте установки, простоте адресации абонентов, высокой степени защиты, возможности использования различных скоростей передачи и различных типов данных, использовании не дорогих кабелей. Недостатки их состоят в низкой степени использования линий связи, зависимости от центрального устройства: при его выходе из строя связь нарушается; ограниченности кабеля £ 100м.

В сети шинной структуры все узлы подключены к общей шине и связаны между собой в двух направлениях (рис. 3).

Рис.3. Шинная топология

В сети с шинной топологией, как рабочие станции, так и сервер подключены к единой линии передачи информации. На концах подобных линий связи размещаются специальные заглушки-терминаторы, предназначенные для предотвращения отражения волновых сигналов.

Шинная технология получила широкое распространение в связи с невысокими затратами на прокладку кабельной системы и быстрой передаче информации. Компьютеры могут обмениваться информацией без участия сервера. Рабочие станции могут быть подключены к такой сети без ее остановки.

Достоинства шинной топологии в простоте проектирования и расширения, простоте маршрутизации, не нужны концентраторы. Недостатки: низкая пропускная способность, низкая надежность, ограничение на количество узлов, ограничение на длину кабеля £ 185м.

В кольцевой сети все узлы соединены в кольцо каналами связи, и включения выполняются в одном направлении по кольцу. Таким образом, кольцевая сеть объединяет несколько рабочих мест, между которыми происходит обмен сообщениями с указанием адреса приема и другой управляющей информации (рис.4). Каждый компьютер анализирует весь поток данных, выделяя информацию, адресованную только ему.

Рис.4. Кольцевая топология

Достоинства кольцевой конфигурации в высокой эффективности использования пропускной способности канала связи, простоте проверки работоспособности, простоте маршрутизации. Недостатки: сложность расширения (при подключении новой станции сеть должна быть отключена); зависимость надежности сети от каждого узла (выход из строя одного из них останавливает всю сеть); время передачи увеличивается при подключении новых станций.

При выборе сетевой топологии (конфигурации) преследуются следующие цели:

· обеспечение максимальной надежности;

· выбор маршрута по тракту наименьшей стоимости;

· предоставление конечному пользователю наиболее удобных времени ответа и пропускной способности.

В Белорусском государственном экономическом университете установлена сеть - Звезда. В аудиториях реализованы соединения – витая пара, а между корпусами – оптоволокно. Принята следующая адресация клиентов локальной компьютерной сети:

1 вариант. User – Номер компьютера – Аудитория

Например: User – 1 – 306

2 вариант. Ucheb Корпус Аудитория Номер компьютера

Например: Ucheb 02 0401 010.

По типу ЭВМ сети делят на однородные (гомогенные) и неоднородные (гетерогенные). Однородные – это такие, в которых ЭВМ программно совместимы. В неоднородных такой совместимости нет.

По размещению данных сети делят на сети с централизованным банком данных и с распределенными банками данных.

По типу решаемых задач выделяют специализированные сети и многофункциональные.

По числу уровней в сети выделяют одноуровневые и многоуровневые сети.

По логике соединения сети делят на сети с жесткой логикой и с коммутируемой логикой соединения.

По выполняемым функциям сети подразделяются на вычислительные, предназначенные для решения задач пользователей; информационные – для выдачи справочных сведений по запросам пользователей. Есть сети и информационно-вычислительные.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация сетей по территориальному признаку.

2. Понятие, назначение и организация локальной сети.

3. Понятие, назначение и организация региональной сети.

4. Понятие, назначение и организация глобальной сети.

5. Классификация сетей по топологии.

6. Сеть Звезда, ее достоинства и недостатки.

7. Сеть Кольцо, ее достоинства и недостатки.

8. Сеть Шина, ее достоинства и недостатки.

4. СЕТЕВЫЕ И КОММУНИКАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СИСТЕМЫ WINDOWS