Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система связи компьютеров и/или компьютерного оборудования (серверы,маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные видыэлектрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.
вычислительные
информационные
смешанные (информационно-вычислительные)
Вычислительные сети предназначены главным образом для решения заданий пользователей с обменом данными между их абонентами. Информационные сети ориентированы в основном на предоставление информационных услуг пользователям. Смешанные сети совмещают функции первых двух.
Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки, выбор которых заключается в том, чтобы выделить из существующего многообразия такие, которые позволили бы обеспечить данной классификационной схеме такие обязательные качества:
возможность классификации всех, как существующих, так и перспективных, компьютерных сетей;
дифференциацию существенно разных сетей;
однозначность классификации любой компьютерной сети;
наглядность, простоту и практическую целесообразность классификационной схемы.
Определенное несоответствие этих требований делает задание выбору рациональной схемы классификации компьютерной сети достаточно сложной, такой, которая не нашла до этого времени однозначного решения. В основном компьютерные сети классифицируют по признакам структурной и функциональной организации.
LAN (Local Area Network) - локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин "LAN" может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку - около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
MAN (Metropolitan Area Network) – городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.
WAN (Wide Area Network) - глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN - сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут "разговаривать" между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.
Термин "корпоративная сеть" также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.
Глобальная вычислительная сеть (WWW, World Wide Web)
проводные (коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные)
беспроводные (с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне)
низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
среднескоростные (до 100 Мбит/с),
высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
SOHO от lang-en Small office/home office — название сегмента рынка электроники, предназначенного для домашнего использования. Как правило, характеризует устройства не предназначенные для производственных нагрузок и довольно хорошо переживающие длительные периоды бездействия.
SOHO сеть — локальная компьютерная сеть. Сеть обычно представлена одним кабинетом или комнатой. Сеть, как правило, построена по технологии Ethernet, скабелем витая пара 5-ой категории и розетками 8P8C . Если компьютеров в сети более одного, то используются сетевые коммутаторы или повторители[1], или сеть Wi-Fi, построенная по стандарту IEEE_802.11 c беспроводной точкой доступа.
Сеть позволяет использовать ресурсы всех компьютеров для передачи/хранения данных, а также получать доступ в сеть Интернет через один из компьютеров или сетевой шлюз. В сети SOHO можно использовать сервер для контроля доступа к сети, общего хранилища данных, а также разделять права пользователей.
Требования, предлагаемые к современным вычислительным сетям заключаются в следующем:
3. Расширяемость и масштабируемость
4. Прозрачность
Рассмотрим каждое требование подробнее.
Существует несколько основных характеристик производительности сети:
1. время реакции;
2. пропускная способность;
3. задержка передачи.
Время реакции определяется как интервал времени между возникновением запроса пользователя к какой-либо сетевой службе и получением ответа на этот запрос.
Очевидно, что значение этого показателя зависит от типа службы, к которой обращается пользователь, от того, какой пользователь и к какому серверу обращается, а также от текущего состояния элементов сети – загруженности сегментов, коммутаторов и маршрутизаторов, через которые проходит запрос, загруженность сервера и тому подобное.
Пропускная способность ограничивает объем данных, переданных сетью или ее частью в единицу времени.
Пропускная способность измеряется или в битах в секунду, или в пакетах в секунду. Пропускная способность может быть мгновенной, максимальной и средней.
Средняя пропускная способность вычисляется путем распределения общего объема переданных данных на время их передачи, причем выбирается достаточно длительный промежуток времени – час, день или неделя.
Мгновенная пропускная способность отличается от средней тем, что для усреднения выбирается очень маленький промежуток времени – например, 10 мс или 1 с.
Максимальная пропускная способность – это наибольшая мгновенная пропускная способность, зафиксированная в течение периода наблюдения.
Задержка передачи определяется как задержка между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства или части сети и моментом появления его на выходе этого устройства. Этот параметр производительности по содержанию близок к реакции сети, но отличается тем, что всегда характеризует только сетевые этапы обработки данных, без задержек обработки компьютерами сети.
Пропускная способность и задержки передачи является независимыми параметрами, так что сеть может владеть, например, высокой пропускной способностью, но вносить значительные задержки при передаче каждого пакета.
Для оценки надежности используется:
Коэффициент готовности означает частицу времени, в течение которого система может быть использована. Готовность может улучшить путем введения избыточности в структуру системы: ключевые элементы системы должны существовать в нескольких экземплярах, чтобы при отказе одного из них функционирования системы обеспечивали другие.
Другим аспектом общей надежности является безопасность (security), то есть способность системы защитить данные от несанкционированного доступа.
Еще одною характеристикой надежности является отказостойкость (faultwrance). В сетях под отказоустойчивостью понимается способность системы спрятать от пользователя отказ отдельных ее элементов. В отказоустойчивой системе отказ одного из ее элементов приводит к некоторому снижению качества ее работы, а не к полной остановке.
Расширяемость (extensibility) означает возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, дополнений, служб), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры, более мощной. При этом принципиально важно, что легкость расширения системы иногда может обеспечиваться в некоторых достаточно ограниченных пределах.
Масштабируемость (scalability) значит, что сеть позволяет наращивать количество узлов и длину связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается. Для обеспечения масштабируемости сети придется применять дополнительное коммуникационное оборудование и специальным образом структурировать сеть.
Прозрачность (transparency) сети достигается в том случае, когда сеть представляется пользователям не как множество отдельных компьютеров, связанных между собой сложной системой кабелей, а как единственная традиционная вычислительная машина с системой деления времени. Прозрачность может быть достигнута на двух разных уровнях – на уровне пользователя и на уровне программиста. На уровне пользователя прозрачность значит, что для работы с изъятыми ресурсами он использует те же команды и привычные ему процедуры, что и для работы с локальными ресурсами. На программном уровне прозрачность заключается в том, что дополнению для доступа к изъятым ресурсам нужны те же вызовы, что и для доступа к локальным ресурсам.
Управляемость сети имеет в виду возможность централизована контролировать состояние основных элементов сети, обнаруживать и решать проблемы, которые возникают при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети. В идеале средства управления сетями являют собой систему, которая осуществляет наблюдение, контроль и управление каждым элементом сети, – от самых простых к самим сложным устройствам, при этом такая система рассматривает сеть как единое целое, а не как разрознен набор отдельных устройств.
Совместимость значит, что сеть способна заключать в себе самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение, то есть в ней могут сосуществовать разные операционные системы, которые поддерживают разные стеки коммуникационных протоколов, и работать аппаратные средства и дополнения от разных производителей. Сеть, которая состоит из разнотипных элементов, называется неоднородной или гетерогенной, а если гетерогенная сеть работает без проблем, то она является интегрированной. Основной путь построения интегрированных сетей – использование модулей, выполненных в соответствии с открытыми стандартами и спецификациями.