Компьютерные сети - физическое соединение одного или более компьютеров

Компьютерная сеть - вычислительная сеть, сеть передачи данных - система связи компьютеров или компьютерного оборудования(серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило - различные виды электрических сигналов, световых сигналовили электромагнитного излучения.

Назначение компьютерных сетей:

- обеспечение совместной работы компьютеров и других устройств коллективного использования

- обеспечение доступа и совместного использования аппаратного, программных и информационных ресурсов сети.

Классификация

- По территориальной распространенности

PAN (personal area network) - персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.

LAN (local)- локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Является сетю закрытого типа.

CAN (campus)- объединяет локальные сети близко расположенных зданий.

MAN (metropolitan)- городские сети между учреждениями в пределах одного или нескодьких городов,связывающихмного локальных сетей.

WAN (wide)- глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства.

По типу функционального взаимодействия:

Клиент - сервер

Смешанная сеть

Одноранговая сеть

Многоранговые сети

По типу сетевой топологии:

Шина

Кольцо

Двойное кольцо

Звезда

Ячеистая

Решетка

Дерево

Fat Tree

По типу среды передачи:

Проводные - телефоный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель

Беспроводные - передача информации по радиоволнам в определенном частоте диапозоне)

По функциональному назначению:

Сети хранения данных

Серверные фермы

Сети управления процессом

Сети SOHO, домовые сети

По скорости передач:

Низкоскоростные(до 10Мбит/сек)

Среднескоростные(до 100Мбит/сек)

Высокоскоростные(свыше 100Мбит/сек)

По сетевым операционным системам:

На основе Windows, UNIX, NetWare, Cisco

По необходимости поддержания постоянного состояния:

Пакетная сеть, например Фидонет и UUCP

Онлайновая сеть, например Интернет и GSM

Персональная сеть

Персональная сеть(personal) PAN - сеть, построенная вокруг человека. Данные сети призваны объединять все персональные электронные устройства пользователя - телефон, КПК, смартфоны, ноутбуки, беспроводные гарнитуры.

Особенности:

Малое число абонентов(до 8)

Небольшой радиус действия - до 30 метров(100 футов)

Не критичность к наработке на отказ

Все устройства входящие в сеть можно контролировать

Отсутствие арбитража среды. Это означает, что встроенных средств контроля, как и кто может работать с этим типом сети - нет.

Кампусная сеть

CAN (campus area network) Кампусная - группа локальных сетей, развернутой на компактной территории(кампусе) какого -либо учреждения и обслуживающие одно это учреждение. Сетевое оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы. среда передачи - оптическое волокно, медный завод, Саt5 кабели.

Большая многосегментная локальная сеть на территории до нескольких километров в поперечнике, объединяющая локальные сети близко расположенных зданий.

Городская вычислительная сеть

Городская - объединяет компьютеры в пределах города, представляет собой сеть по размерам меньшую WAN, но большую, чем LAN.

MAN - опорная сеть провайдера. Но есть точки связанные скоростным каналом. Расстояние от 1 до 10км.

Диаметр сети может составлять от 5 до 50 километров. МАN не принадлежит какой-либо организации, в большинстве случаев её соединительные элементы и прочее оборудование принадлежит группе пользователей или же провайдеру. MAN часто действует как высокоскоростная сеть, чтобы позволить совместно использовать региональные ресурсы. Это также часто используется, чтобы обеспечить общедоступное подключение к другим сетям, использую связь WAN.

Сетевая топология - способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Физическая - описывает реальное расположение и связи между узлами сети

Логическая - описывает хождение сигнала в рамках физической топологии

Информационной - описывает направление потоков информации

Управление обменом - принцип передачи права на пользование сетью

Способы соединения сетевых устройств

-Шина

-Кольцо

-Звезда

И дополнительные:

-Двойное кольцо

-Ячеистая тополоигя

-Решетка

-Дерево

-Fat Tree

-Снежинка

-Полносвязная

Остальные топологии вытекают из базовых и называются смешанными или гибридными.

Топология общая шина – кабель (магистраль),к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы (потребитель энергии), для предотвращения отражения сигнала.

Один кабель на все компьютеры, предполагает равноправие всех абонентов, а так же допускается возможность использования идентичного оборудования.

Сигнал для определенной машины/машин можно выделаить с помощью маркера.

Кольцо - топология в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию

, а другому только передает. На каждой линии связи работает один приемник и один передатчик - позволяет отказаться от внешних терминаторов.

Каждый компьютер ретранслирует сигнал, то есть выступает в роли повторителя.

Подключение компа в требует обязательное отключение всей сети на время.

Не используется конкурентный метод посылки данных.

Достоинства:

Простота установки; практически полное отсутствие дополнительного оборудования; возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки:

<выход из строя одной рабочей станции и другие неполадки отражаются на работоспособности сети; сложность конфигурирования всей сети; сложность поиска неисправностей; необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.

Звезда - базовая топология, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу_коммутатору, образуя физический сегмент сети

Активная звезда - в центре сети содержится компьютер,который выступает в роли сервера.

Пассивная звезда - в центре сети с данной топологией содержится концетратор или коммутатор, что выполняет ту же функцию, что и повторитель.

Достоинства:

выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом; хорошая масштабируемость сети; легкий поиск неисправностей и обрывов сети; высокая производительность сети при условии правильного проектирования; гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

выход из строя центрального концетратора обернется неработоспособностью сети или сегмента сети в целом; для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий; конечное число рабочих станций в сети или сегменте ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Двойное кольцо - первое кольцо - основной путь для передачи данных, второе - резервный путь, дублирующий основной. данные передаются между кольцами в разных направлениях

FDDI - волоконно-оптический интерфейс передачи данных - стандарт передачи данных в локальной сети, протянутой на расстоянии до 200 километров

Полносвязная - каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько коммуникационных портов сколько компьютеров в сети

Недостатки: сложное расширение сети(при добавлении одного узла необходимо соединить его со всеми остальными; огромное количество соединений при большом количестве узлов.

Ячеистая - базовая полносвязная в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими рабочами станциями этой же сети.Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточном расходом кабеля.

Решетка - узлы обтазуют регулярную многомерную решетку. При этом каждое ребро решетки параллельно ее оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси.

Одномерная решетка - цепь соединяющая - цепь, соединяющая два внешних узла через некоторое количество внутренних.

Достоинство - высокая надежность

Недостаток - сложность реализации.

Дерево - комбинация звезд, дерево может быть активным так и пассивным; достоинства и недостатки как у звезды.