Передача данных на физическом уровне

Классификация компьютерных сетей

Вычислительные сети стали логическим результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, они являются частным случаем распределенных вычислительных систем, а с другой – могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах. К телекоммуникационным сетям, кроме компьютерных сетей, относятся телефонные сети, радиосети и телевизионные сети.

• Телефонные сети оказывают интерактивные услуги (interactive services), так как два абонента, участвующих в разговоре (или несколько, если это конференция), попеременно проявляют активность.
• Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги (broadcast services), при этом информация распространяется только в одну сторону – из сети к абонентам, по схеме «один ко многим» (point-to-multipoint).

В настоящее время ведутся активные работы по созданию универсальных мультисервисных сетей, способных совмещать передачу разных видов трафика: видео, голоса, данных.

Классифицируя сети по территориальному признаку, различают глобальные (WAN), локальные (LAN) и городские (MAN) сети.

Локальные сети сосредоточены на территории, не превышающей нескольких километров. Они построены с использованием дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют использовать более простые методы передачи данных и оборудование, чем в глобальных сетях, и достигать более высоких скоростей обмена данными (порядка 100 Мбит/с и более). Предоставляемые услуги отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в интерактивном режиме (on-line).

Глобальные сети появились хронологически первыми. Они объединяют компьютеры, удаленные друг от друга на сотни и тысячи километров. Из-за высокой стоимости линий связи глобальные компьютерные сети часто используют линии связи других телекоммуникационных сетей, качество которых зачастую ниже, чем в локальных сетях. Кроме того, необходимость передавать большие объемы данных по глобальным сетям и высокая стоимость такой передачи вынуждают ограничивать полосу пропускания для отдельных пользователей. Следовательно, скорость обмена данными в глобальных сетях обычно существенно ниже, чем в локальных (в среднем до 2 Мбит/с). Это ограничивает и набор предоставляемых услуг, реализуемых в основном не в оперативном, а в фоновом режиме.

Одним из проявлений сближения локальных и глобальных сетей является появление сетей масштаба большого города, занимающих промежуточное положение между локальными и глобальными сетями. Городские сети (MAN) предназначены для обслуживания территории крупного города. При довольно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они располагают качественными линиями связи с высокими скоростями обмена, иногда даже превосходящими таковые в локальных сетях. Сети MAN обычно представляют собой магистрали глобальных сетей, они также могут обеспечивать соединение локальных сетей между собой и подключение локальных сетей к глобальным.

Другим важным признаком классификации сетей является спектр предоставляемых услуг. Сети операторов связи (сети поставщиков услуг) оказывают общедоступные услуги, а корпоративные сети – услуги сотрудникам предприятия-владельца сети.

Специализированное предприятие, создающее телекоммуникационную сеть для оказания общедоступных услуг, владеющее этой сетью и поддерживающее ее работу, традиционно называют оператором связи (telecommunication carrier).

Традиционный оператор связи в первую очередь оказывает низкоуровневые транспортные услуги – простую передачу трафика (телефонного или данных) между географическими пунктами без его дополнительной обработки (предоставление каналов в аренду, соединение двух абонентов телефонной сети). Понятие поставщик услуг (provider) подчеркивает, что предприятие в первую очередь оказывает высокоуровневые информационные услуги – например, доступ в Интернет, размещение в своей сети информационных ресурсов (web-сайтов, баз данных) и не обязательно владеет собственной развитой транспортной инфраструктурой, арендуя транспортные услуги у других операторов. К информационным услугам телефонных сетей относится переадресация вызовов, доступ к справочным службам, голосовая связь и т. д.

Оператора, который предоставляет услуги другим операторам связи, обычно называют оператором операторов (carrier of carriers).

Нередко оператор и провайдер услуг выступают в одном лице.

Множество клиентов – потребителей телекоммуникационных услуг – может быть разделено на индивидуальных клиентов и корпоративных клиентов.

Корпоративная сеть – это сеть, главным назначением которой является поддержание работы конкретного предприятия, владеющего данной сетью. Пользователями корпоративной сети являются только сотрудники данного предприятия.

В зависимости от масштаба производственного подразделения, в пределах которого действует сеть, а также от сложности и многообразия решаемых задач различают сети рабочих групп, отделов, здания, кампуса и собственно сети предприятий или корпоративные сети.

Сеть рабочей группы используется небольшой группой сотрудников (обычно не более 15-20 человек), работающих над общей задачей. Эта сеть в основном предназначена для разделения приложений, данных, дорогостоящих периферийных устройств. Такая сеть может содержать один -два файловых сервера. Такие сети обычно не разделяются на подсети, они создаются на основе какой-либо одной сетевой технологии LAN, могут работать на базе одноранговых сетевых ОС. Примером может служить сеть компьютерного класса.

Сеть отдела объединяет несколько сетей рабочих групп в рамках решения общей задачи; имеет один -два общих сервера для обмена данными между рабочими группами; может разделяться на подсети, использовать разные сетевые технологии LAN и ОС в разных рабочих группах; обычно работает под управлением серверной сетевой ОС. В качестве примера можно привести сеть кафедры.

Сеть здания объединяет сети отделов предприятия, расположенные в одном здании на разных этажах. Для объединения не используются внешние связи, распространенным решением является стянутая в точку магистраль на коммутаторе LAN. Например, сеть факультета.

Сеть кампуса: объединяет сети, расположенные в отдельных зданиях на территории предприятия площадью в несколько квадратных километров, при этом глобальные соединения не используются. Для объединения используется локальная распределенная магистраль на базе одной технологии LAN. На уровне сети кампуса возникают проблемы интеграции и управления неоднородным программным и аппаратным обеспечением. Например, сеть КПИ.

Сеть предприятия (корпоративная сеть) объединяет сети производственных подразделений, расположенных на территории города, страны или нескольких стран, используя для организации внешних связей технологии MAN и WAN. На этом уровне в еще большей степени, чем в сетях масштаба кампуса, проявляются проблемы, связанные с неоднородностью программного и аппаратного обеспечения подразделений и с необходимостью управления и защиты информации, сохраняемой на большом количестве серверов и передаваемых по каналам связи. По аналогии с предыдущими примерами – меж ВУЗовская сеть.