Конспект лекций по теме "Виды компьютерных сетей"

2/4 Виды компьютерных сетей

Компьютерная сеть — это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.

Назначение простейшей сети:

• совместное использование аппаратных и программных ресурсов;
• доступ к информационным ресурсам.

Типы сетей

Локальные сети

Локальная вычислительная сеть (Local Area Network, LAN) — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Локальная сеть строится с помощью различных топологий.

Термин «топология» характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Рассмотрим виды топологий:

Топология «Общая шина»

Топологию «Общая шина» часто называют «линейной шиной» (linerbus). Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. Пример топологии:

Топология «Кольцо»

При кольцеобразной топологии каждая рабочая станция соединяется с двумя ближайшими соседями. Такая взаимосвязь образует локальную сеть в виде петли или кольца. Данные передаются по кругу в одном направлении, а каждая станция играет роль повторителя, который принимает и отвечает на адресованные ему пакеты и передает другие пакеты следующей рабочей станции «вниз». В оригинальной кольцеобразной сети все объекты подключались друг к другу. Пример топологии:

Преимущество такой топологии было предсказуемое время реагирования сети. Чем больше устройств находилось в кольце, тем дольше сеть реагировала на запросы. Наиболее существенный ее недостаток заключается в том, что при выходе из строя хотя бы одного устройства отказывалась функционировать вся сеть.

Топология «Звезда»

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, имеющему концентратор. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованы.

Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. Пример топологии:

Коммутатор — устройство для соединения нескольких узлов или сегментов вычислительной сети.

Кабели для локальной сети

• Витая пара;
• Коаксиальный кабель;
• Оптическое волокно (оптоволоконный кабель);
• Беспроводные сети.

Витая пара

Кабель «витая пара» (TP, Twisted Pair) состоит из пары скрученных медных проводов. Кабель бывает двух видов:

• экранированная витая пара (STP, Shielded Twisted Pair);
• неэкранированная витая пара (UTP, Unshielded Twisted Pair).

Кабель типа «неэкранированная витая пара» наиболее популярен благодаря низкой стоимости, гибкости и простоте инсталляции. Кабели «витая пара» бывают разной категории (3, 4 или 5). Чем выше категория, тем большую скорость передачи поддерживает кабель.

Недостаток – уязвимость к электрическим помехам и «шумам» в линии. Устройство витой пары:

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель, кабель, состоящий из проводника, проходящего по центру, окруженного слоем изоляции и трубчатым покрытием. В большинстве телевизионных приемников антенны подключают посредством коаксиальных кабелей.

Для систем дальней связи используют многожильные коаксиальные кабеля, состоящие из множества отдельных кабелей. Их используют для передачи высокочастотных сигналов. Устройство коаксиального кабеля:

Оптоволоконный кабель

Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. Оптоволоконный кабель поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10, 100 или 1000 Мбит/с.

Кабель гораздо дороже и сложнее в установке, чем витая пара. Применяется в центральных магистральных сетях, поскольку обеспечивает полную защиту и позволяет передавать информацию на очень большие расстояния. Устройство оптоволоконного кабеля:

Беспроводные сети

Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.

• инфракрасные сети (не более 30 м);
• сети с узкополосной радиосвязью;
• сеть с расширенным спектром;
• мобильная связь с помощью сотовой телефонии.

Региональные сети

Региональная (городская) сеть (Metropolitan Area Network, MAN) – сеть, соединяющая множество локальных сетей в рамках одного района, города или региона. Самым простым примером городской сети является система кабельного телевидения.

Как правило, MAN не принадлежит какой-либо отдельной организации, в большинстве случаев её соединительные элементы и прочее оборудование принадлежит группе пользователей или же провайдеру, кто берёт плату за обслуживание. Об уровне обслуживания заранее договариваются и обсуждают некоторые гарантийные обязательства.

Глобальная сеть

Глобальная сеть — это объединение компьютеров, расположенных на большом расстоянии, для общего использования мировых информационных ресурсов. В настоящее время для обеспечения связи в глобальных сетях выработаны единые правила — технология Интернет.

Интернет (англ. Internet) — всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и множества других систем (протоколов) передачи данных. Часто упоминается как «Всемирная сеть» и «Глобальная сеть».