Классификация комьютерных сетей. Основные топологии вычислительных сетей

Компьютерная (вычислительная) сеть - совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных.По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные. Искусственные сети(псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среды передачи данных.Основной недостаток- необходимость в дополнительных устройствах.В дальнейшем употребляя термин компьютерная сеть будем иметь в ввиду реальные сети.Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

1)Территориальнаяраспространенность;

2)Ведомственнаяпринадлежность;

3)Скоростьпередачиинформации;

4)Типсредыпередачи;

5)Топология;

6) Организация взаимодействия компьютеров.1. По территориальной распространенности В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса: глобальные сети.региональныесети;локальныесети.Глобальная вычислительная сетьобъединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи..Региональная вычислительная сетьсвязывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки - сотни километров.Локальная вычислительная сетьобъединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных сетей относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т. д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2-2,5 км.Ведомственнаяпринадлежностьпринадлежат одной организации и располагаются на ее территории.Государственные сети - сети, используемые в государственных структурах.3. По скорости передачиПо скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.низкоскоростные(до 10 Мбит/с),среднескоростные (до 100 Мбит/с),высокоскоростные(свыше 100 Мбит/с); 4. По типу среды передачиПо типу среды передачи сети разделяются на:проводные коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные беспроводные с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.5. Топологии компьютерных сетейВведемопределения.Узелсетипредставляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети.Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологиейНаиболее распространенные виды топологий сетей:Шина (bus). Все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам.

Кольцо (ring). Каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, и эта цепочка замкнута. Звезда (star). К одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

2. Основы компьютерной коммуникации.

Сеть – это совокупность программных, технических и коммуникационных средств, обеспечивающих эффективное распределение вычислительных ресурсов.

Сети предназначены для:

1. передачи данных от одного узла к другому

2. совместного использования файлов с целью повышения целостности информации

3. для совместного использования периферийных устройств

4. для обеспечения центразилованногохраненя данных с целью их защиты.

Компьютерная сеть - система взаимосвязанных компьютеров, предназначенных для передачи, хранения и обработки информации

Компьютерную сеть представляют как совокупность узлов  и соединяющих их ветвей (каналов связи

По степени географического распространения сети делятся на локальные, городские, корпоративные, глобальные и др.

Локальная сеть (ЛВС или LAN — LocalAreaNetWork) — сеть, связывающая ряд компьютеров в зоне, ограниченной пределами одной комнаты, здания или предприятия.

Глобальная сеть (ГВС или WAN — WorldAreaNetWork) — сеть, соединяющая компьютеры, удалённые географически на большие расстояния друг от друга. Отличается от локальной сети более протяженными коммуникациями (спутниковыми, кабельными и др.). Глобальная сеть объединяет локальные сети.

Для доступа отдельных компьютеров в глобальные сети используется как обычное сетевое оборудование, так и специальное, например модемы

Промежуточные сети (городская, страновая,религиозная)

Соединение сетей между собой:

Мосты (bridges) – это программно – аппаратные устройства, которые обеспечивают соединение нескольких локальных сетей между собой. Мосты предназначены для логической структуризации сети или для соединения в основном идентичных сетей, имеющих некоторые физические различия.

 Маршрутизатор (англ. Router) объединяет сети с общим протоколом более эффективно, чем мост. Он позволяет, например, расщеплять большие сообщения на более мелкие куски, обеспечивая тем самым взаимодействие локальных сетей с разным размером пакета.

Маршрутизатор может пересылать пакеты на конкретный адрес (мосты только отфильтровывают ненужные пакеты), выбирать лучший путь для прохождения пакета и многое другое. Чем сложней и больше сеть, тем больше выгода от использования маршрутизаторов.

 Мостовой маршрутизатор (англ. Brouter) — это гибрид моста и маршрутизатора, который сначала пытается выполнить маршрутизацию, где это только возможно, а затем, в случае неудачи, переходит в режим моста.

 Шлюз (англ. GateWay), в отличие от моста, применяется в случаях, когда соединяемые сети имеют различные сетевые протоколы. Поступившее в шлюз сообщение от одной сети преобразуется в другое сообщение, соответствующее требованиям следующей сети. Таким образом, шлюзы не просто соединяют сети, а позволяют им работать как единая сеть. C помощью шлюзов также локальные сети подсоединяются к мэйнфреймам — универсальным мощным компьютерам.

Топология сети — это ее геометричес­кая форма (расположение компьютеров по

1Линейная сеть Данная топология предполагает использование одного кабеля, к которомуподключаются все компьютеры. Информация по нему передается компьютерами поочередно.
Достоинством -является, как правило, меньшая протяженность кабеля, простота добавления новых узлов в сеть, недорогое сетевое оборудование

Недостатки: сложность сетевого оборудования, сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети

2Кольцевая сеть. Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви

Достоинства: более высокая надежность системы при разрывах кабелей, чем в случае топологии с общей шиной, так как к каждому компьютеру есть два пути доступа, большое количество узлов, которое можно подключить к сети (более 1000) высокая устойчивость к перегрузкам.

К недостаткам относится большая протяженность кабеля, невысокое быстродействие по сравнению со «звездой», а также слабая защищенность информации, как и при топологии с общей шиной.

3Древовидная сеть. Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.

4Звездообразная сеть. Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.

5Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

6Полносвязанная сеть. Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Важнейшая характеристика компьютерной сети — её архитектура.

Архитектура сети — это реализованная структура сети передачи данных, определяющая её топологию, состав устройств и правила их взаимодействия в сети. В рамках архитектуры сети рассматриваются вопросы кодирования информации, её адресации и передачи, управления потоком сообщений, контроля ошибок и анализа работы сети в аварийных ситуациях и при ухудшении характеристик.