Классификация сетей по дальности передачи
В зависимости от протяженности линий связи и территории охвата компьютерные сети делятся на локальные, городские, территориальные и глобальные.
Локальные сети (ЛВС — Локальная Вычислительная Сеть, или LAN, — Local Area Network — локальная, местная сеть) обеспечивают работу специалистов лаборатории, отдела, небольшого предприятия, расположенного в одном здании или в группе близко находящихся зданий. Локальная сеть может включать несколько сотен компьютеров. При этом, как правило, используются однотипные аппаратура и программное обеспечение. Сеть, построенную из одинаковых, однотипных или совместимых друг с другом компьютеров, называют однородной (гомогенной). Если же сеть содержит разнотипные компьютеры, то она называется неоднородной (гетерогенной).
Участок кабеля, обеспечивающий связь между компьютерами в ЛВС без использования вспомогательных устройств, принято называть сегментом. Обычно к сегменту электрического кабеля подключается один-два десятка компьютеров. В сетях, использующих соединения из электрических или оптоволоконных кабелей, для увеличения дальности передачи могут использоваться специальные устройства - повторители, или репитеры (repeat — повторение), и ретрансляторы, связывающие отдельные сегменты кабелей и обеспечивающие восстановление исходной мощности сигналов и возможность их дальнейшей передачи.
Способы присоединения компьютеров к линии связи в ЛВС существенно зависят от типа кабеля. Так, для подсоединения, компьютеров к электрическому кабелю типа Ethernet (рис. 14.4) используются так называемые трансиверы (transceiver — transmitter\receiver — передатчик\приемник), представляющие собой надеваемую на магистраль коробку, внутри которой имеется специальная игла. Она протыкает изолирующий слой и обеспечивает тем самым подключение к проводнику кабеля. Такой способ подключений к кабелю не нарушает его электрических свойств, которые очень важны для эффективного функционирования всей сети в целом. Далее, к трансиверу подключается концентратор, или хаб (hub — ступица), играющий роль разветвителя. Концентратор имеет от 4 до 16 выходов Для подключения компьютеров и один вход, через который концентратор подключается к трансиверу. Компьютеры подключаются к концентратору с помощью кабеля. Компьютеры, подключаемые к локальной сети, должны быть укомплектованы специальным устройством - сетевой платой (сетевым адаптером), к которому подсоединяется второй конец кабеля, идущего от концентратора.
Рис.14.4.Упрощенная схема соединения в локальной сети
Городские сети (MAN — Metropolitan Area Network — городская сеть) объединяют локальные сети различных предприятий и организаций, находящихся, как правило, в пределах города или аналогичного по площади района.
Для соединения локальных сетей с однотипным аппаратным оборудованием и программным обеспечением используются так называемые мосты (bridge). Роль моста может играть специальная сетевая плата, вставляемая внутрь компьютера, или же отдельный компьютер со специальным программным обеспечением.
Для соединения локальных сетей с различными аппаратными и программными средствами в каждой из сетей выделяется специализированный компьютер, который называется шлюзом (gateway). Шлюзы каждой из сетей соединяются друг с другом с помощью линий связи и обеспечивают преобразование и пересылку информации от сети с одним методом ее передачи к сети с другим методом. Роль шлюзов существенно сложнее роли мостов.
В городских сетях в качестве линии связи может использоваться телефонная сеть (рис. 14.5). Для присоединения компьютера к телефонной сети необходимо устройство, которое называется модем. Слово модем образовано из двух слов модулятор и демодулятор. Эти слова обозначают процессы прямого и обратного преобразования сигналов из цифровой, дискретной формы, использующейся для представления информации внутри компьютера, к непрерывной, аналоговой форме, характерной для представления сигналов в телефонной сети. Предполагается, что в будущем существующие сейчас телефонные линии будут заменены линиями, основанными на цифровой форме представления информации (линии ISDN — Integrated Services Digital Network — цифровая сеть с интегрированными службами). Цифровая форма обеспечивает значительно более высокое качество и скорость передачи информации. При переходе к цифровой связи необходимость в модемах отпадает, так как форма сигнала в цифровой телефонной сети и в компьютере одинаковая — цифровая. Компьютер, оснащенный специальной платой, непосредственно включается в цифровую телефонную сеть, точно так же, как включается в обычную сеть обычный телефон.
Телефонная сеть
Рис. 14.5.Схема соединения через телефонную сеть
Территориальные или региональные сети (WAN — Wide Area Network — сеть широкой области) объединяют локальные или городские сети, расположенные в различных городах или районах. Такие сети могут охватывать несколько областей, а также целые страны и континенты. В качестве примера территориальных сетей можно указать действующие в России сети: Relcom (Reliable Communications — надежные коммуникации), Relarn (Russian Electronic Academic Research Network -российская академическая исследовательская электронная сеть), Rosnet, Sprint, Unicom, Роспак и ряд других. Примеры территориальных сетей других стран – JANET (Великобритания), DFN (Германия), Nordunet (Скандинавские страны), EUNet (European Unix Users Network — Европейская пользовательская Unix-сеть), EARN (European Academic and Research Network — Европейская академическая исследовательская сеть), CompuServe и America Online (Американские коммерческие информационные сети). В качестве линий связи в таких сетях, в основном, используются телефонные линии и оптоволоконные каналы.
Глобальные сети (ГВС — Глобальная Вычислительная Сеть, global network). По мере роста и развития территориальных сетей возникали устойчивые соединения и связи между ними. Таким образом появились глобальные сети, сети планетарного масштаба, охватывающие все континенты Земли, например, сети Usenet, Fidonet, Интернет. Фрагменты глобальных сетей соединяются друг с другом с помощью спутниковой связи, радиосвязи, телефонных линий и оптоволоконных каналов.
К глобальным сетям имеют доступ миллионы людей во всех уголках земного шара. Глобальные сети очень широко используются в самых различных областях человеческой деятельности. Уже есть такие сферы, работа которых очень сильно зависит от наличия или отсутствия выходов в глобальные или, по крайней мере, в территориальные сети. Это сферы, успешная работа которых напрямую зависит от своевременности обработки очень больших массивов информации, передаваемой на большие расстояния. К ним относятся биржи, банки, крупные, государственных масштабов библиотеки, метеослужба, управление транспортными коммуникациями, газопроводами и т. д. Большое значение играют глобальные сети и в военной области, в особенности для управления боевыми действиями частей и соединений, авиацией, флотом, противоракетной обороной.
Пропускная способность
Кроме дальности передачи линии связи характеризуются пропускной способностью, еще одной очень важной величиной, существенно влияющей на эффективность сети. Пропускной способностьюназывается максимальное количество битов информации, которое может быть передано по линии связи в единицу времени (обычно в секунду — бит/с или бод). Кроме того, используются кратные единицы: Кбит/с — килобит в секунду=1000 бит/с, Мбит/с — мегабит в секунду=1 000 Кбит/с= 1 000 000 бит/с и Гбит/сек=1000 Мбит/с. Чем выше пропускная способность, тем удобнее работа в сети и тем меньше время ожидания передаваемой информации. Так, файл длиной 5 Мбайт (5 242 880 байтов или 41 943 040 битов) при пропускной способности линии связи в 64 Кбит/сек будет передан по ней в лучшем случае почти за 10 м (точнее, более чем за 655 с), а при пропускной способности в 1 Мбит/с передача может произойти всего за 42 с. Используемые в настоящее время линии связи имеют очень большой разброс по пропускной способности: от десятков Кбит/с (что очень мало), 10 Мбит/с у электрического кабеля типа Ethernet и до 1 Гбит/с и выше у оптоволоконного кабеля.
Одной из основных характеристик модемов является скорость, с которой они обеспечивают преобразование и передачу информации. Современные модемы работают со скоростями от 2400 до 115 200 бод. Типичными являются скорости 9600, 14 400,19 200, 28 800 и 38 400 бод.