Компьютеры — неотъемлемая часть современного мира. Чтобы сделать нашу жизнь легче, проще и ускорить работу, были созданы компьютерные сети. Так называют компьютеры и вычислительные устройства, объединенные в единую сеть. Этими устройствами являются маршрутизаторы, Wi-Fi роутеры, серверы и другие подобные устройства.
Для передачи данных по компьютерным сетям используются такие физические явления, как электромагнитное излучение, электрические токи и световые каналы.
Классификация
Типы сетей по:
- Смягчение последствий.
- Технология передачи.
- Длина.
- Скорость работы.
- Функциональное назначение.
Компьютерные сети делятся на два типа, в зависимости от типа коммутации.
- Переключение каналов.
- Коммутация пакетов.
Первый тип требует установления соединения между получателем и отправителем перед передачей сообщения. После этого типа коммутации сообщение поступает через установленную сеть. Этот тип компьютерной сети используется в среде телефонной связи.
Второй тип сети используется для сетей, состоящих из компьютеров. В этом случае информация делится на части, которые называются пакетами. Так называется этот тип сети. Пакеты не зависят друг от друга и передаются отдельно. Каждый пакет может следовать по собственному пути через сеть.
Преимуществом этого типа сети является ее высокая надежность. Если один узел сети выходит из строя, решение может быть найдено через другие узлы. Другими словами, он решает проблему маршрутизации для каждого пакета отдельно на каждом промежуточном узле. Это занимает некоторое время и создает нагрузку на компьютеры между ними.
Во взаимосвязанной сети, если один из узлов выходит из строя, обмен данными прерывается. В результате передача информации прекращается. Для такой сети переключение происходит только один раз, и решение проблемы маршрутизации не требует затрат.
В зависимости от технологии передачи данных компьютерные сети классифицируются как.
- Широковещательные сети (передаваемая информация доступна всем компьютерным узлам).
- Точка-точка (информация передается между двумя независимыми компьютерами или через несколько промежуточных машин).
Сети по длине.
- В этой классификации личные сети являются самыми короткими. Они имеют длину около одного метра и располагаются на столе рядом с пользователем компьютера. Примером персональной сети является беспроводная сеть Bluetooth.
- Следующая категория — локальные сети, которые обычно располагаются в одном или нескольких зданиях поблизости. Их длина может варьироваться от нескольких метров до одного километра.
- Муниципальные сети обычно организуются в масштабах общины. Муниципальные сети стали самыми популярными на сегодняшний день, позволяя одним подключением гарантировать доступ к городским телефонным, телевизионным и интернет-ресурсам. Их длина может составлять несколько километров, в зависимости от размера города.
- Глобальные компьютерные сети создаются по всей стране или в некоторых частях мира. В нашей стране их создают известные телефонные компании. Они передают все виды информации и обеспечивают доступ в Интернет. Их длина не ограничивается несколькими тысячами километров.
- Сеть — это глобальная интернет-сеть.
Сети классифицируются в зависимости от скорости передачи данных.
- Низкоскоростные соединения. Они состоят из каналов передачи данных, работающих на скорости менее 10 мегабит в секунду.
- Средняя скорость. Относится к тем соединениям, которые работают с пакетами информации со скоростью от 10 до 100 мегабит в секунду.
- Высокая скорость. Относится к тем, которые способны передавать данные со скоростью более 100 мегабит в секунду.
Классификация по функциональному назначению.
- Хранение информации.
- Серверная станция.
- Контроль работы.
- Подключение к дому.
Особенности локальной вычислительной сети
Все знают о назначении и характеристиках глобальной сети и ее преимуществах для всего мира. Подробное описание всех возможностей Интернета заняло бы много времени и средств.
В то же время локальные сети недостаточно освещены в литературе и им уделяется мало внимания. В результате многие пользователи компьютеров не знают и не подозревают об их использовании.
Основные функции
- Оптимизируйте бизнес-операции. Созданная в офисе локальная сеть обеспечивает всем сотрудникам возможность удаленного обмена данными и использования разнообразного офисного оборудования.
- Способность к общению. Невозможно заменить локальную сеть, которая выходит из мировой «сети», но создание своего закрытого канала для неавторизованных пользователей, когда это необходимо, невозможно без такой сети. Например, вы можете организовать форум для сотрудников компании.
- Удаленное администрирование. Сеть позволяет одному администратору оказывать техническую помощь нескольким пользователям одновременно.
- Экономика. Лучше заплатить за разовое подключение к всемирной «сети» и предоставить всем сотрудникам универсальный доступ, чем подключать каждого сотрудника индивидуально к Интернету и платить за это.
- Безопасность обмена информацией, удобство использования, игры.
Локальные компьютерные сети полезны в самых разных областях жизни. Они служат альтернативой «голубиной почте» в промышленных и бытовых условиях.
Стандарты коммуникации
Для нас естественно подключаться к Интернету любым способом и с любого устройства — смартфонов, компьютеров, ноутбуков, даже телевизоров или современных холодильников. Не имеет значения, какой марки устройство и какая система установлена.
Когда компьютерные сети только зарождались, оборудование компании могло взаимодействовать в сети только с устройствами, произведенными этой компанией, но не с устройствами других компаний. Причин тому было несколько — несовместимость оборудования, программного обеспечения и сетевых протоколов.
Чтобы избавиться от этой проблемы, необходимо разработать и внедрить стандарты для аппаратного обеспечения, сетевых протоколов и программного обеспечения.
Существует два типа стандартов.
- Юридический (формальный). Это стандарты, которые принимаются организациями, имеющими на это полномочия.
- Стандарты де-факто. Это стандарты, которые никем не приняты, но установлены. Примером может служить разработка новой технологии, которая получает широкое распространение и становится популярной. Так обстоит дело с протоколами, которые лежат в основе Всемирной паутины.
Существует множество стандартов связи для компьютерных сетей, но четыре из них стали наиболее важными.
- Международная организация ISO разрабатывает стандарты для эталонной модели открытых систем, которая описывает методы построения компьютерных сетей.
- Общество инженеров IEEE использует стандарты для технологии передачи информации.
- Совет по архитектуре Интернета разрабатывает стандарты связи для Интернет-протокола.
- W3C устанавливает стандарты для Интернета (веб-дизайн и верстка).
Стандарты играют важную роль в том, как работают компьютерные соединения. Все мы имеем дело с Интернетом, получая доступ к нему с любого устройства, любой операционной платформы и любого производителя. Для этого используются открытые стандарты.
Каналы передачи
Для того чтобы компьютеры могли правильно соединяться, должна существовать специальная система передачи данных — канал.
Основными типами каналов передачи данных, на которых работают компьютерные сети, являются
- Аналог.
- Цифровой.
- Широкополосные и узкополосные.
- Радио и спутник.
- Волоконно-оптический кабель.
Аналоговые каналы впервые были использованы для передачи данных по компьютерным соединениям и сделали возможным внедрение телефонии общего пользования.
Они передают данные двумя способами.
- Провод соединяет два объекта, которые связаны друг с другом прямым обменом, выделенной линией.
- Подключение осуществляется путем набора телефонного номера и использования коммутируемой сети.
По выделенной линии информация передается более эффективно, а ее работа более надежна. Для одного канала требуется отдельное устройство, хотя существуют устройства для нескольких каналов. Коммутируемый канал позволяет осуществлять связь с другими узлами через одно коммутационное устройство.
Наряду с аналоговыми каналами развилась цифровая форма коммуникации. Вместе с дискретными пакетами данных голосовые и факсимильные данные преобразуются в цифровую форму и передаются по цифровым линиям.
Высокая скорость на коротких расстояниях достигается за счет использования специальных проводников, называемых витыми парами. Это позволяет избежать влияния соседних кабелей на качество работы.
Кабельные провода, известные как коаксиальные пары, состоят из двух коаксиальных проводников, разделенных диэлектриком. Один тип кабеля используется для узкополосных информационных пакетов, а другой — для широкополосных данных. Эти типы кабеля способны работать на высокой скорости.
На коротких расстояниях витая пара постепенно заменяется оптоволоконным кабелем. Он использует явление отражения света в кабеле. Это позволяет передавать свет на большие расстояния без потерь. Источником света в оптоволоконной конструкции является лазерный диод или Led-элемент, а светочувствительный элемент работает вместо приемника.
Оптоволоконные кабели дороже других типов кабелей, но они все чаще используются не только для небольших сетей, но и для очень длинных кабельных сегментов.
Использование радиоволн различных частот в компьютерных соединениях стало экономически оправданным, позволяя осуществлять высококачественную связь с другим компьютерным оборудованием на больших расстояниях с помощью спутников. Радиоволны также широко используются для связи с нечасто используемыми устройствами или мобильным оборудованием.
Передача данных с помощью радиоволн чаще всего осуществляется цифровым или аналоговым способом. Первый метод в настоящее время развивается более интенсивно, поскольку он позволяет связать спутниковые каналы и компьютерные сети, расположенные на поверхности Земли, в единую систему. Основной движущей силой в развитии радиоканалов стало появление сотовой связи, которая позволила передавать звуковые сигналы и передавать информацию через беспроводные телефоны и другие устройства.
