Виды информационно-вычислительных сетей

Информационно-вычислительные сети (ИВС), в зависимости от территории, ими охватываемой, подразделяются на:

• локальные (ЛВС или LAN — Local Area Network);

• региональные (РВС или MAN — Metropolitan Area Network);

• глобальные (ГВС или WAN — Wide Area Network).

Локальной называется сеть, абоненты которой находятся на небольшом (до 10-15 км) расстоянии друг от друга. ЛВС объединяет 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 объекту. К классу ЛВС относятся сети от­дельных предприятий, фирм, банков, офисов, корпораций и т. д. Если такие ЛВС имеют абонентов, расположенных в разных помещения, то они (сети) часто ис­пользуют инфраструктуру глобальной сети Интернет и их принято называть корпоративными сетями или сетями интранет (intranet).

Региональные сети связывают абонентов города, района, области или даже неболь­шой страны. Обычно расстояния между абонентами региональной ИВС составля­ют десятки — сотни километров.

Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных друг от друга на значитель­ное расстояние, часто расположенных в различных странах или на разных конти­нентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, систем радиосвязи и даже спутниковой связи.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей по­зволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономи­чески целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. Локальные вычислитель­ные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональ­ные сети — объединяться в составе глобальной сети, и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры. Именно такая структура принята в наиболее известной и популярной сейчас всемирной суперглобальной информа­ционной сети Интернет.

По принципу организации передачи данных сети можно разделить на две группы:

- последовательные;

- широковещательные.

В последовательных сетях передача данных выполняется последовательно от одно­го узла к другому, и каждый узел ретранслирует принятые данные дальше. Практи­чески все глобальные, региональные и многие локальные сети относятся к этому типу. В широковещательных сетях в каждый момент времени передачу может ве­сти только один узел, остальные узлы могут только принимать информацию. К та­кому типу сетей относится значительная часть ЛВС, использующая один общий канал связи (моноканал) или одно общее пассивное коммутирующее устройство.

По геометрии построения (топологии) ИВС могут быть:

-шинные (линейные, bus);

-кольцевые (петлевые, ring);

-радиальные (звездообразные, star);

-распределенные радиальные (сотовые, cellular); -иерархические (древовидные, hierarchy);

-полносвязные (сетка, mesh); -смешанные (гибридные).

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал передачи данных, к ко­торому все узлы подсоединены через интерфейсные платы посредством относи­тельно коротких соединительных линий. Данные от передающего узла сети рас­пространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не ретранслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает со­общение только тот, которому оно адресовано.

Шинная топология — одна из наиболее простых топологий. Такую сеть легко на­ращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам; она устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Сеть шинной топологии применяет широко известная сеть Ethernet и организо­ванная на ее базе Net Ware Novell, очень часто используемая в офисах, например. Условно такую сеть можно изобразить, как показано на рис. 21.

В сети с кольцевой топологией все узлы соединены в единую замкнутую петлю (кольцо) каналами связи. Выход одного узла сети соединяется со входом другого.

Информация по кольцу передается от узла к узлу, и каждый узел ретранслирует посланное сообщение. В каждом узле для этого имеются своя интерфейсная и приемо-передающая аппаратура, позволяющая управлять прохождением данных в се­ти. Передача данных по кольцу с целью упрощения приемо-передающей аппара­туры выполняется только в одном направлении. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.

Файл-сервер

Рабочая станция В

Рабочая станция А

Рабочая станция С

Рис. 21. Сеть с шинной топологией

Ввиду своей гибкости и надежности работы сети с кольцевой топологией получи­ли также широкое распространение на практике (например, сеть Token Ring). Условная структура такой сети показана на рис. 22.

Рабочая станция С

Ф айл-сервер

Рабочая станция В

Рис. 22. Сеть с кольцевой топологией

Основу последовательной сети с радиальной топологией составляет специальный компьютер — сервер, к которому подсоединяются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через центральный узел, который ре­транслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки и сети. По своей структуре такая сеть, по существу, является аналогом системы телеобработки, у которой все абонентские пункты являются интеллектуальными (содер­жат в своем составе компьютер). В качестве недостатков такой сети можно отметить:

- большую загруженность центральной аппаратуры;

-полную потерю работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры;

-большую протяженность линий связи;

- отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации.

Последовательные радиальные сети используются в офисах с явно выраженным централизованным управлением. Условная структура радиальной сети показана на рис. 23

Рабочая станция В

Файл-сервер

Рис. 23. Сеть с радиальной топологией

Но используются' и широковещательные радиальные сети с пассивным центром — вместо центрального сервера в таких сетях устанавливается коммутирующее уст­ройство, обычно концентратор, обеспечивающий подключение одного передаю­щего канала сразу ко всем остальным.

В общем случае топологию многосвязной вычислительной сети можно предста­вить на примере топологии «сетка» (рис. 24).

В структуре сети можно выделить коммуникационную и абонентскую подсети. Коммуникационная подсеть является ядром вычислительной сети, связываю­щим рабочие станции и серверы сети друг с другом. Звенья коммуникацион­ной подсети (в данном случае — узлы коммутации) связаны между собой маги­стральными каналами связи, обладающими высокой пропускной способностью. В больших сетях коммуникационную подсеть часто называют сетью передачи данных.

Звенья абонентской подсети (хост-компьютеры, серверы, рабочие станции) под­ключаются к узлам коммутации абонентскими каналами связи — обычно это среднескоростные телефонные каналы связи.

В зависимости от используемой коммуникационной среды сети делятся на сети с моноканалом; иерархические, полносвязные сети и сети со смешанной топо­логией.

В сетях с моноканалом данные могут следовать только по одному и тому же пути и них доступ абонентам к информации осуществляется па основе селекции (выбора) передаваемых кадром пли пакетом данных по адресной части последних. Вес пакеты доступны всем пользователям сети, но «вскрыть» пакет может только тот абонент, чей адрес в пакете указан. Такие сети иногда называют сетями с селекцией информации.

- Иерархические, полносвязные и сети со смешанной топологией в процессе пере­дачи данных требуют маршрутизации последней, то есть выбора в каждом узле пути дальнейшего движения информации. Правда, альтернативная неоднознач­ная маршрутизация выполняется только в сетях, имеющих замкнутые контуры каналов связи (ячеистую структуру). Такие сети называются сетями с марш­рутизацией информации.

Рис. 24. Обобщенная структура вычислительной сети