Классификация компьютерных сетей, назначение и характеристика их отдельных видов.

Компьютерная сеть представляет собой совокупность компьютеров и различных других устройств, обеспечивающих между собой интерактивный информационный обмен и совместное использование ресурсов сети.

Компьютеры, входящие в сеть, называются узлами (клиентами, или рабочими станциями) сети. Ресурсы сети представляют собой компьютеры, данные, программы, сетевое оборудование, различные устройства внешней памяти, принтеры, сканеры и другие устройства, называемые компоненами сети.

Под архитектурой сети понимается вариант сети с конкретными компонентами сети, методом доступа, топологией, и технологией построения сети.

Методы доступа регламентируют процедуры получения компьютерами сети доступа к среде передачи данных. Необходимость такой регламентации вызвана тем, что при одновременной передаче данных несколькими компьютерами сети возникает конфликтная ситуация (коллизия), при которой происходит наложение и взаимное искажение информации в канале передачи.

Методы доступа к среде передачи данных могут быть случайными и детерменированными.

Основным методом случайного доступа является метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением конфликтов CSMA/CS (CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection).

Метод CSMA/CS присущ сетям с логической общей шиной. К таким сетям относятся сети Ethernet. Все данные, передаваемые по сети Ethernet, помещаются в кадры определенной структуры, которые, помимо собственно передаваемых данных, содержат адреса компьютера-получателя, компьютера-отправителя кадра и некоторую другую служебную информацию. Компьютер-отправитель кадра опрашивает канал передачи и если канал свободен, то осуществляется передача данных. В это время все другие узлы находятся в состоянии ожидания окончания передачи. Если две станции пытаются передать информацию по общей шине, то возникает коллизия. Узел сети, обнаруживший коллизию делает паузу в передаче и через случайный короткий промежуток времени предпринимает новую попытку передачи данных по общей шине.

«Контроль несущей» - это процесс проверки коммуникационного кабеля на наличие определенного напряжения, указывающего на наличие сигнала, передающего данные. Термин «множественный доступ» означает, что все узлы имеют одинаковые права на доступ к сети.

Метод CSMA/CS эффективен в условиях низкой загрузки сети (не более 30%). В условиях высокой загрузки сети используются детерминированные методы доступа с использованием маркерной шины и маркерного кольца.

Маркерные методы основаны на предоставлении полномочий на передачу данных одному из узлов сети с помощью специального управляющего маркера, представляющего собой кадр определенного содержания. При этом под маркером понимается управляющая последовательность бит, передаваемая компьютером по сети.

В сетях с маркерной шиной логическое соединение рабочих станций сети организовано в виде кольца, в котором каждая станция имеет адреса «соседей» слева и справа. Маркер перемещается по логическому кольцу, при этом право передачи имеет только станция-держатель маркера, которая получив маркер, заменяет его в сети кадром данных. Эффективным методом доступа, использующим маркерную шину, является метод ARCnet(AttachedResourseComputingnetwork) – вычислительная сеть с подключенными ресурсами.

В сетях на основе маркерного кольца (TokenRing - маркерное кольцо) узел, собирающийся передавать данные, получает маркер и изменяет его состояние на «занято». После этого маркер дополняется данными для передачи, адресом принимающего узла и возвращается в сеть. Принимающий узел обрабатывает полученные данные и возвращает маркер исходному узлу, который удаляет маркер из сети. В сети генерируется новый маркер.

Недостатком маркерных сетей является передача данных по одному кольцу в одном направлении, поэтому разрыв кабеля в какой-либо точке сети приводит к полному прерыванию ее работы. Развитие сети TokenRing привело к появлению метода доступа FDDI (FiberDistributedDataInterface, распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим кабелям), в котором для передачи данных используется два кольца, а непосредственно передача данных может производиться в двух направлениях.