Технические средства построения вычислительных сетей

В области компьютерных технологий одним из наиболее активно развивающихся направлений, являются так называемые сетевые технологии. Бурный технологический прогресс микроэлектроники проявился не только в чисто компьютерной сфере, но и в производстве средств связи, с помощью которых распределенные в пространстве компьютеры объединяются в единую систему — вычислительную сеть. Можно указать следующие основные причины широкого распространения локальных вычисли­тельных сетей (ЛВС).

Во-первых, повсеместное распространение относительно не­дорогих персональных компьютеров (ПК), вычислительные мощ­ности которых сегодня позволяют с успехом решать большинство практических задач.

Во-вторых, объективно существующие потребности пользо­вателей ПК одной организации обмениваться между собой ин­формацией, совместно использовать общие сетевые программ­ные, аппаратные и информационные ресурсы, а также получать доступ к ресурсам вычислительных сетей других организаций или учреждений.

В-третьих, появление на рынке широкого спектра аппаратных и программных коммуникационных средств, позволяющих легко и относительно дешево соединять ПК в ЛВС.

Сетевое использование компью­теров дает следующие преимущества:

• устранение дублирования информации и проблем, связан­ных с актуализацией данных для отдельных пользователей одной организации;

• более экономичное коллективное использование в сети относительно дорогих ресурсов, таких как программное обес­печение, принтеры, дисковые массивы памяти большого объема и т. п.;

• общесистемное повышение производительности за счет вве­дения в сети специализированных компонентов, таких как файл-серверы, серверы баз данных, телекоммуникационные серверы и другие серверы приложений;

• наличие дополнительные сетевых услуг, таких как органи­зация электронной почты, проведение телеконференций и т. п.;

• более высокая надежность при наличии в сети дублирую­щих элементов единой распределенной системы обработки дан­ных, а также потенциал ее расширяемости.

Первые вычислительные сети возникли в 70-х годах прошлого века и относились к крупномасштабным (глобальным). В конце 80-х и в начале 90-х гг. наиболее массовое распространение получили локальные вычислительные сети от­дельных организаций или их структурных подразделений. Позднее на базе ЛВС стали возникать более крупные — корпора­тивные сети. Повсеместное распространение ЛВС, их расширение, накопленный опыт, а также новые теоретические иссле­дования, в свою очередь, активизировали дальнейшее разви­тие крупномасштабных сетей, в частности всемирной компьютерной сети Интернет.

Создание вычислительных сетей может выполняться на основе проводных и беспроводных технологий. Проводные сети чаще всего стоятся на базе стандарта Ethernet. В частности доступны следующие разновидности этого стандарта:

1. 10BaseТ – скорость передачи данных не превышает 10 Мбит/с. Для организации одноранговой сети с топологией «шина» достаточно наличие соответствующих сетевых адаптеров в компьютерах, кабелей и операционной системы с поддержкой сетевых протоколов. Для создания сети с топологией «звезда» дополнительно требуется концентратор.

2. 100BaseТХ – скорость передачи данных не превышает 100 Мбит/с. Для построения сети используется топология «звезда», сетевые адаптеры, кабели и концентратор.

3. 1000Base – скорость передачи данных не превышает 1Гбит/с. Для построения используются соответствующие сетевые адаптеры, оптоволоконный кабель и концентратор. Чаще всего применяется на магистральных линиях связи.

4. 10Gbit – стандарт нового поколения, использующийся в оптоволоконных магистральных линиях связи и обеспечивающий скорость 10 Гбит/с.

Беспроводные вычислительные сети могут быть построены на базе следующих стандартов:

1. Bluetooth – скорость передачи данных не превышает 2Мбит/с, а дальность связи до 150 м. Для построения сети требуется использование специальных адаптеров и программного обеспечения. Если компьютеры находятся в разных помещениях, то дальность связи уменьшается.

2. Wi-Fi – скорость передачи данных варьируется от 11 Мбит/с до 100 Мбит/с. Расстояние связи зависит от мощности передатчика и варьируется от 20 до 100 м. Для создания одноранговой сети «компьютер»-«компьютер» требуется лишь наличие адаптеров и программного обеспечения. Если требуется создать сеть топологии «звезда», то дополнительно требуется использовать точку доступа (концентратор). Данная технология широко применяется для создания вычислительных сетей в общественных местах, гостиницах, офисах и др.

3. UMTS (3G) – обеспечивает скорость передачи данных до 2 Мбит/с. Используется операторами сотовой связи для обеспечения широкополосного подключения пользователей к сети Интернет.

4. LTE (4G) – также используется для широкополосного подключения к Интернет и обеспечивает скорость до 300 Мбит/c.