Класифікація комп’ютерних мереж

Лекція 1. Комп’ютерні мережі: поняття та архітектура; розподілена обробка; мережні критерії; застосування. Топологія. Різновиди мереж.

Комп’ютерна мережа(КМ) являє собою систему розподіленої обробки інформації, що складає як мінімум із двох комп’ютерів, взаємодіючих між собою за допомогою спеціальних засобів зв’язку. Або іншими словами мережа являє собою сукупність з’єднаних один з одним ПК і інших обчислювальних пристроїв, таких як принтери, факсимільні апарати й модеми. Мережа дає можливість окремим співробітникам організації взаємодіяти один з одним і звертатися до спільно використовуваних ресурсів Середовищами передавання у комп'ютерних мережах можуть бути телефонні кабелі, та спеціальні мережеві кабелі: виті пари, волоконно-оптичні кабелі, радіохвилі, світлові сигнали.

Класифікація комп’ютерних мереж

Комп’ютерні мережі класифікують за наступними ознаками:

• за територіальним розташуванням - локальні, регіональні, глобальні;

• за сферою застосування - офісні, промислові, побутові;

• за комплексом архітектурних рішень - Ethernet, Token Ring, Arcnet;

• за топологією - шинна, кільцева, зіркоподібна, деревоподібна, повнозв’язна;

• за фізичним середовищем передавання - з симетричним кабелем, з коаксіальним кабелем, з кабелем “вита пара”, з волоконно-оптичним кабелем, з інфрачервоним каналом, з мікрохвильовим каналом;

• за методом доступу до фізичного середовища передавання – з опитуванням, з маркерним доступом, із суперництвом, з уставлянням регістра;

Обчислювальні мережі призначені головним чином для рішення завдань користувачів з обміном даними між їхніми абонентами. Інформаційні мережі орієнтовані в основному на надання інформаційних послуг користувачам. Змішані мережі поєднують функції перших двох. По типу комп’ютерів, які входять до складу КМ, розрізняють:

1. однорідні комп’ютерні мережі, які складаються із програмно-спільних ЕОМ;

2. неоднорідні, до складу яких входять програмно-несумісні комп’ютери.

Особливе значення займає класифікація по територіальній ознаці, тобто по величині території, що покриває мережа. І для цього є вагомі причини, тому що відмінності технологій локальних і глобальних мереж дуже значні, незважаючи на їхнє постійне зближення. Класифікуючи мережі по територіальній ознаці, розрізняють:

персональні (РАN) мережі;

локальні (Local Area Networks – LAN) мережі;

глобальні (Wide Area Networks – WAN) мережі;

міські (Metropolitan Area Networks – MAN) мережі.

Персональна мережа — це мережа, побудована «навкруг» людини. Такі мережі покликані об'єднувати усе персональне електронне обладнання користувача (телефони, КПК, ноутбуки, гарнітури і т.д.). Такими стандартизованими мережами в наш час є Bluetooth, ZigBee, Piconet.

Персональна мережа Bluetooth (PAN)— це технологія, яка дозволяє створити мережу Ethernet з безпроводовими зв'язками між портативними комп'ютерами, мобільними телефонами та кишеньковими пристроями. Особливість – мале число абонентів до 8 учасників, невеликий радіус дії до 30 м., відсутність вбудованих засобів контролю.

Локальні мережі LAN– зосереджені на території не більше 1–2 км; побудовані з використанням дорогих високоякісних ліній зв’язку, які дозволяють, застосовуючи прості методи передачі даних, досягати високих швидкостей обміну даними порядку 100 Мбіт/с, Надавані послуги відрізняються широкою розмаїтістю й звичайно передбачають реалізацію в режимі on-line.

Кампусні мережі (CampusArea Network – CAN), які поєднують значно віддалені одна від однієї абонентські системи або локальні мережі, але ще не вимагають віддалених комунікацій через телефонні лінії й модеми

Міські мережі MAN– займають проміжне положення між локальними й глобальними мережами. При досить більших відстанях між вузлами (десятки кілометрів) вони мають якісні лінії зв’язку й високих швидкостей обміну, іноді навіть більше високими, чим у класичних локальних мережах. Як і у випадку локальних мереж, при побудові MAN уже існуючі лінії зв’язку не використовуються, а прокладаються заново.

Глобальні мережі WAN – розміщуються на великих географічних просторах. Практично для глобальних мереж не існує обмежень на обсяг. Глобальні мережі об'єднують велику кількість локальних та кампусних мереж. Суттєвою рисою їх є відсутність єдиної адміністративної підпорядкованості. Найкращим прикладом глобальної мережі є Internet .

Також додатково виділяють широкомасштабні мережі (Wide Area Network – WAN), які використовують віддалені мости й маршрутизатори з можливо невисокими швидкостями передачі даних.

Основні можливості комп'ютерних мереж:

· Можливість швидкої передачі інформації на великі відстані;

· Оперативний пошук інформації;

· Обмін інформацією в режимі off-line;

· Обмін текстової, звукової та відео у реальному режимі часу;

· Можливість збереження інформації, розміщеної на серверах Internet, на локальному комп'ютері для подальшої переробки;

· Можливість інтерактивності і оперативного зворотного зв'язку.

Топологія мереж.

Під топологією обчислювальної мережі розуміється конфігурація графа, вершинам якого відповідають комп'ютери мережі, а ребрам - фізичні зв'язки між ними. Комп'ютери, підключені до мережі, часто називають станціями або вузлами мережі.

Важливо відзначити, що поняття топології ставиться, насамперед, до локальних мереж, у яких структуру зв’язків можна легко простежити. У глобальних мережах структура зв’язків звичайно схована від користувачів, тому що кожний сеанс зв’язку може виконуватися по своєму власному шляху.

Топологія визначає вимоги до устаткування, тип використовуваного кабелю, можливі й найбільш зручні методи керування обміном, надійність роботи, можливості розширення мережі.

Існує три такі топології мережі:

1. Шина (bus), при якій всі комп’ютери паралельно підключаються до однієї лінії зв’язку й інформація від кожного комп’ютера одночасно передається всім іншим комп’ютерам (рис. 1);

2. Зірка (star), при якій до одного центрального комп’ютера приєднуються інші периферійні комп’ютери, причому кожний з них використовує свою окрему лінію зв’язку (рис. 2);

3. Кільце (ring), при якій кожний комп’ютер передає інформацію завжди тільки одному комп’ютеру, наступному в ланцюжку, а одержує інформацію тільки від попереднього комп’ютера в ланцюжку, і цей ланцюжок замкнутий в «кільце» (рис. 3).

4. Комбінована

Рис. 1. Мережна топологія «шина»

Рис. 2. Мережна топологія «зірка»

Рис. 3. Мережна топологія «кільце»

На практиці нерідко використовують і комбінації базових топологій, але більшість мереж орієнтовані саме на перші три. Розглянемо тепер коротко особливості перерахованих мережних топологій.

Топологія «шина»(або, як її ще називають, «загальна шина») самою своєю структурою припускає ідентичність мережного устаткування комп’ютерів, а також рівноправність всіх абонентів. При такому з’єднанні комп’ютери можуть передавати тільки по черзі, тому що лінія зв’язку єдина. У противному випадку передана інформація буде спотворюватися в результаті накладення (конфлікту, колізії). Таким чином, у шині реалізується режим напівдуплексного (half duplex) обміну (в обох напрямках, але по черзі, а не одночасно).

У топології «шина» відсутній центральний абонент, через який передається вся інформація, що збільшує її надійність (адже при відмові будь-якого центра перестає функціонувати вся керована цим центром система). Додавання нових абонентів у шину досить просте й звичайно можливе навіть під час роботи мережі. У більшості випадків при використанні шини потрібна мінімальна кількість сполучного кабелю в порівнянні з іншими топологіями. Правда, треба врахувати, що до кожного комп’ютера (крім двох крайніх) підходить два кабелі, що не завжди зручно.

Топологія «Зірка»- це топологія з явно виділеним центром, до якого підключаються всі інші абоненти. Весь обмін інформацією йде винятково через центральний комп’ютер, на який у такий спосіб лягає більше навантаження, тому нічим іншим, крім мережі, воно займатися не може. Зрозуміло, що мережне устаткування центрального абонента повинне бути істотно більше складним, чим устаткування периферійних абонентів. Про рівноправність абонентів у цьому випадку говорити не доводиться. Як правило, саме центральний комп’ютер є самим потужним, і саме на нього покладають всі функції по керуванню обміном. Ніякі конфлікти в мережі з топологією «зірка» у принципі неможливі, тому що керування повністю централізоване, конфліктувати нема чому.

Велика перевага зіркиполягає в тому, що всі точки підключення зібрані в одному місці. Це дозволяє легко контролювати роботу мережі, локалізувати несправності мережі шляхом простого відключення від центра тих або інших абонентів (що неможливо, наприклад, у випадку шини), а також обмежувати доступ сторонніх осіб до життєво важливого для мережі точкам підключення.

Топологія «Кільце»– це топологія, у якій кожний комп’ютер з’єднаний лініями зв’язку тільки із двома іншими: від одного він тільки одержує інформацію, а іншому тільки передає. На кожній лінії зв’язку, як і у випадку зірки, працює тільки один передавач і один приймач. Це дозволяє відмовитися від застосування зовнішніх термінаторів. Чітко виділеного центра в цьому випадку немає, всі комп’ютери можуть бути однаковими. Однак досить часто в кільці виділяється спеціальний абонент, що управляє обміном або контролює обмін. Зрозуміло, що наявність такого керуючого абонента знижує надійність мережі, тому що вихід його з ладу відразу ж паралізує весь обмін.

Недолікомкільця (у порівнянні із зіркою) можна вважати те, що до кожного комп’ютера мережі необхідно підвести два кабелі.

Поиск по сайту: