Различия локальных и глобальных сетей

В последнее время эти отличия становятся все менее заметные, тем не менее они существуют.

Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Класс локальных вычислительных сетей по определению отличается от класса глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возмож­ным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиаль­ного кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях, свойственных глобальным сетям. В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокла­дываются заново.

Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в ло­кальных сетях, методы передачи данных и соответствующее оборудование. Так, в глобальных сетях широко применяются модуляция, асинхронные методы, сложные методы контрольного суммирования, квитирование и повторные пе­редачи искаженных кадров. С другой стороны, качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет при­менения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтвержде­ния получения пакета.

Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от гло­бальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (10, 100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов компьютера — дисков, внутренних шин обмена данны­ми и т. п. За счет этого у пользователя локальной сети, подключенного к удален­ному разделяемому ресурсу (например, диску сервера), складывается впечатление, что он пользуется этим диском, как «своим». Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных — 9600, 28800, 33600 бит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах — до 2 Мбит/с.

Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий на­бор услуг — это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют по­чтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями — передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предваритель­ного просмотра их содержания.

Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локаль­ную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд. Низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.

Разделение каналов. В локальных сетях каналы связи используются, как прави­ло, совместно сразу несколькими узлами сети, а в глобальных сетях — индиви­дуально.

Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью локальных сетей является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этой особенности трафика в локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который для пульси­рующего трафика оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода ком­мутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации паке­тов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммута­ции каналов, а также некоммутируемые каналы — как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.

Масштабируемость. «Классические» локальные сети обладают плохой масшта­бируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ под­ключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного преде­ла по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

Еще раз: главное требование, предъявляемое к сетям – это предоставлять пользователям потенциальную возможность доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть.

Все остальные требования – связаны с качеством выполнения этой задачи. Хотя все эти требования весьма важны, часто понятие «качество обслуживания» трактуется более узко – в него включаются только две самые важные характеристики сети – производительность и надежность.

Производительность xарактеризуется следующими параметрами:

· Время реакции сети – интегральная характеристика. Именно она имеется в виду, когда пользователь говорит «Сегодня сеть работает медленно». В общем случае определяется как интервал времени между возникновением запроса к сетевой службе и получением ответа на этот запрос. Значение этого показателя зависит и от типа службы, к которой идет обращение и от текущего состояния элементов сети, загруженность коммутаторов, маршрутизаторов и т.д. Поэтому имеет смысл использовать средневзвешенную оценку загруженности, усредняя этот показатель по пользователям, серверам, времени суток и т.д.

· Пропускная способность – объем данных, переданный в единицу времени.

· Средняя пропускная способность. Отношение общего объема переданных данных к времени передачи (час, день, неделя).

· Мгновенная пропускная способность (10 мс –1 сек)

· Максимальная пропускная способность – наибольшая мгновенная за интервал измерения.

· Общая пропускная способность сети – количество информации, переданное между всеми узлами сети за время наблюдения.

· Задержка передачи – это параметр по смыслу близок ко времени реакции, но характеризует только сетевые этапы обработки данных, без задержек обработки компьютерами сети. Т.е., это задержка между временем поступления пакета на вход сетевого устройства и временем появления на выходе.

Пропускная способность и задержка – величины независимые. Сеть может иметь высокую ПС, но вносить большие задержки при передаче каждого пакета. Пример – спутниковая связь. Пропускная способность – 2 Mbit/s, а задержка передачи не менее 0,24 с. Что определяется длиной канала в 72000 км.

Надежность и безопасность сети характеризуется:

· Коэффициентом готовности – это доля времени, в течение которого система может быть использована. Готовность может быть улучшена путем введения избыточности в структуру системы. Ключевые элементы должны существовать в нескольких экземплярах. Чтобы систему можно было отнести к высоконадежным, она должна как минимум обладать высокой готовностью, но этого недостаточно. Необходимо обеспечить

· Сохранность данных и защиту их от искажений. Кроме того, должна поддерживаться согласованность данных, например при резервировании данных на нескольких файловых серверах (ресурсах) должна постоянно обеспечиваться их идентичность.

· Вероятность доставки пакета без искажений либо другие показатели, напр. Вероятность потери пакета

· Безопасность от несанкционированного доступа. Это другой аспект надежности.

· Отказоустойчивость. Способность системы скрыть от пользователя выход из строя отдельных элементов. В отказоустойчивой системе отказ одного из элементов приводит к некоторому снижению качества работы, а не к полному останову. Так при отказе одного из файловых серверов увеличивается только время доступа к базе данных из-за уменьшения степени распараллеливания запросов, но в целом система будет выполнять свои функции.