Позволяет использовать внутренние ресурсы компании какая сеть

Создание первых компьютерных сетей было вызвано потребностью пользователей доступа к одной и той же информации вне зависимости от их расположения. Такие сети обеспечивают быстрый обмен информацией между клиентами системы, а также совместную работу над периферийными устройствами в одной компьютерной сети, вплоть до одновременной обработки документов.

Различия компьютерных сетей

Компьютерные сети можно различать исходя из некоторых особенностей и характеристик. Например:

• размер сети (количество подключенных устройств);
• скорость обмена информацией;
• тип среды передачи данных.

Сеть может быть как небольшой, на несколько устройств в условиях домашнего или офисного использования, так и огромной корпоративной сетью, которая охватывает несколько предприятий огромной корпорации и отвечает за многие процессы организации.

По скорости обмена информации компьютерные сети делятся на высоко-, низко и среднескоростные. По типу среды передачи данных они могут быть коаксиальными и оптоволоконными. В первом случае используется витая пара, а во второй — информация передается по радиоканалам в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети

Хорошим примером локальной сети является компьютерный класс в школе. Компьютеры соединяются между собой для получения дополнительных возможностей и для возможности передачи управления устройствами в сети всем компьютерам данной сети.

«Локальные и глобальные компьютерные сети» 👇

В таких сетях, как правило, безопасность не является проблемой и все компьютеры имеют равные права доступа. Каждый пользователь сам выбирает какие разделы будут доступны извне, а какие нет.

Если в локальной сети количество устройств переваливает за десяток, производительность компьютерной системы может быть слишком низкой. Для решения такой проблемы выделяются специальные компьютеры, которые будут использоваться для хранения файлов или приложений. Они называются серверами.

Данную сеть уже нельзя назвать одноранговой, так как она использует клиент-серверную архитектуру.

Глобальные компьютерные сети

В случаях, когда локальной сети недостаточно, возникает потребность использовать глобальные компьютерные сети. Например, когда необходима передача данных из одного устройства на другое, но они находятся в разных городах. В таких случаях организовать подобного рода локальную сеть уже не представляется возможным. Для таких целей следует использовать глобальную компьютерную сеть.

Первая такая сеть была создана в 1969 году в США и называлась ARPAnet. Она объединяла компьютеры в министерстве обороны и ряде других организаций. Она имела довольно узкое предназначение — поддержание связи в случае нападения, а также обмен информацией. Успех данного проекта повлек за собой создание новых и новых глобальных компьютерных сетей, которые в скором времени переросли в известную на сегодняшний день глобальную сеть Internet.

Интернет — это так называемая “сеть сетей”. Это глобальная компьютерная сеть, которая объединяет в себя множество локальных, региональных и корпоративных сетей. Такая сеть включает в себя миллионы устройств по всему миру. На сегодняшний день доступ в интернет предоставляют не только компьютеры, но и многие другие устройства — от телефонов и планшетов, вплоть до холодильников и кофеварок.

ІР адрес состоит из четырех блоков чисел, разделенных между собой точками. Например: 127.0.0.1. Каждое число из этих четырех может принимать вид от 0 до 255. Это гарантирует наличие около 4х миллиардом уникальных адресов.

DNS (domain name system) адрес отличается от IP адреса. В отличие от числового вида, который используют компьютеры, здесь используется буквенное или даже словесное представление того или иного адреса. Все потому, что ІР адрес является сложным для запоминания. Для этого было разработано специальную систему доменных имен. Она включает в себя буквенные выражения, которые разделяются между собой точками.

Примером такого названия является google.com. Ввод такого адреса вызывает перенаправление на определенный сервер имен, где по нему достается определенное значение привычного для компьютера ІР адреса.

Глобальные сети позволяют наладить связь между компьютерами в разных точках мира и ежедневно используются миллионами пользователей. Это хорошо налаженная система, которая позволяет производить практически мгновенных обмен данными на большие расстояния. С развитием технологий скорость интернета размером в 1 Гбит/сек для рядового пользователя уже не является чем-то сверхъестественным, хотя еще несколько лет назад такие скорости достигались только в хорошо организованных компьютерных сетях.

Использование и востребованность интернета в разных сферах жизнедеятельности повлекло за собой еще большее его развитие. С каждым годом его возможности, как и количество пользователей и компьютеров в сети, возрастают. Растет скорость и пропускная способность компьютерных сетей. Передача серьезных объемов данных, информации и файлов занимает доли секунды, в то время, когда все эти возможности доступны для любого пользователя. Огромные объемы информации доступны для обмена пользователями и позволяют людям из любой точки мира иметь доступ к разным книгам, учебным материалам и пособиям.

Казалось бы, в условиях такого развития глобальной сети Интернет, потребность в локальных сетях пропадает. Но это не так. Есть некоторые цели, для которых они востребованы до сих пор.

Например, использование глобальной сети Интернет в условиях работы некоторых крупных корпораций или предприятий по тем или иным причинам или даже из соображений безопасности не может быть осуществлено. Но обмен информацией между участниками сети все еще требуется. А это значит, что для таких систем подходят только локальные сети. Чаще всегда в таких сетях используется один компьютер, подключенный к глобальной сети Интернет, а остальные подключены к нему. Этот компьютер (сервер) выполняет роль руководителя в этой сети и определяет, что и какой ПК в ней может делать. При каких обстоятельствах он может получить доступ к глобальной сети и может ли он это сделать вообще.

Локальная сеть (локальная вычислительная сеть или ЛВС) представляет собой среду взаимодействия нескольких компьютеров между собой. Цель взаимодействия — передача данных. Локальные сети, как правило, покрывают небольшие пространства (дом, офис, предприятие) — чем и оправдывают своё название. ЛВС может иметь как один, так и несколько уровней. Для построения многоуровневой локальной сети применяют специальное сетевое оборудование: маршрутизаторы, коммутаторы. Существует несколько способов объединения компьютеров и сетевого оборудования в единую компьютерную сеть: проводное (витая пара), оптическое (оптоволоконный кабель) и беспроводное (Wi-Fi, Bluetooth) соединения.

Топология локальной сети

Первое к чему нужно приступать при изучении основ функционирования компьютерных сетей, это топология (структура) локальной сети. Существует три основных вида топологии: шина, кольцо и звезда.

Линейная шина

Все компьютеры подключены к единому кабелю с заглушками по краям (терминаторами). Заглушки необходимы для предотвращения отражения сигнала. Принцип работы шины заключается в следующем: один из компьютеров посылает сигнал всем участникам локальной сети, а другие анализируют сигнал и если он предназначен им, то обрабатывают его. При таком взаимодействии, каждый из компьютеров проверяет наличие сигнала в шине перед отправкой данных, что исключает возникновения коллизий. Минус данной топологии — низкая производительность, к тому же, при повреждении шины нарушается нормальное функционирование локальной сети и часть компьютеров не в состоянии обрабатывать либо посылать сигналы.

Кольцо

В данной топологии каждый из компьютеров соединен только с двумя участниками сети. Принцип функционирования такой ЛВС заключается в том, что один из компьютеров принимает информацию от предыдущего и отправляет её следующему выступая в роли повторителя сигнала, либо обрабатывает данные если они предназначались ему. Локальная сеть, построенная по кольцевому принципу более производительна в сравнении с линейной шиной и может объединять до 1000 компьютеров, но, если где-то возникает обрыв сеть полностью перестает функционировать.

Звезда

Топология звезда, является оптимальной структурой для построения ЛВС. Принцип работы такой сети заключается во взаимодействии нескольких компьютеров между собой по средствам центрального коммутирующего устройства (коммутатор или свитч). Топология звезда позволяет создавать высоконагруженные масштабируемые сети, в которых центральное устройство может выступать, как отдельная единица в составе многоуровневой ЛВС. Единственный минус в том, что при выходе из строя центрального коммутирующего устройства рушится вся сеть или её часть. Плюсом является то, что, если один из компьютеров перестаёт функционировать это никак не сказывается на работоспособности всей локальной сети.

Что такое MAC-адрес, IP-адрес и Маска подсети?

Прежде чем познакомиться с основными принципами взаимодействия сетевых устройств, необходимо подробно разобрать, что такое IP-адрес, MAC-адрес и Маска подсети.

MAC-адрес — это уникальный идентификатор сетевого оборудования, который необходим для взаимодействия устройств в локальной сети на физическом уровне. MAC-адрес «вшивается» в сетевую карту заводом изготовителем и не подлежит изменению, хотя при необходимости это можно сделать на программном уровне. Пример записи MAC-адреса: 00:30:48:5a:58:65.

IP-адрес – это уникальный сетевой адрес узла (хоста, компьютера) в локальной сети, к примеру: 192.168.1.16. Первые три группы цифр IP-адреса используется для идентификации сети, а последняя группа для определения «порядкового номера» компьютера в этой сети. Если провести аналогию, то IP-адрес можно сравнить с почтовым адресом, тогда запись будет выглядеть так: регион.город.улица.дом. Изначально, использовались IP-адреса 4-ой версии (IPv4), но когда количество устройств глобальной сети возросло до максимума, то данного диапазона стало не хватать, в следствии чего был разработан протокол TCP/IP 6-ой версии — IPv6. Для локальных сетей достаточно 4-ой версии TCP/IP протокола.

Маска подсети – специальная запись, которая позволяет по IP-адресу вычислять адрес подсети и IP-адрес компьютера в данной сети. Пример записи маски подсети: 255.255.255.0. О том, как происходит вычисление IP-адресов мы рассмотрим чуть позже.

Что такое ARP протокол или как происходит взаимодействие устройств ЛВС?

ARP — это протокол по которому определяется MAC-адрес узла по его IP-адресу. Например, в нашей локальной сети есть несколько компьютеров. Один должен отправить информацию другому, но при этом знает только его IP-адрес, а для взаимодействия на физическом уровне нужен MAC-адрес. Что происходит? Один из компьютеров отправляет широковещательный запрос всем участникам локальной сети. Сам запрос, содержит IP-адрес требуемого компьютера и собственный MAC-адрес. Другой компьютер с данным IP-адресом, понимает, что запрос пришел к нему и в ответ высылает свой MAC-адрес на тот, который пришел в запросе. После чего собственно и инициализируется процесс передачи информационных пакетов.

Сетевой коммутатор и маршрутизатор (роутер)

Для согласования работы сетевых устройств используется специальное сетевое оборудование — коммутаторы и маршрутизаторы. Исходя из рассмотренного выше, важно понять простую истину — коммутаторы работают с MAC-адресами, а маршрутизаторы (или роутеры) с IP-адресами.

Коммутатор содержит таблицу MAC-адресов устройств локальной сети непосредственно подключенных к его портам. Изначально таблица пуста и начинает заполняться при старте работы коммутатора, происходит сопоставление MAC-адресов устройств и портов, к которым они подключены. Это необходимо для того, чтобы коммутатор напрямую пересылал информационные пакеты тем участникам локальной сени, которым они предназначены, а не опрашивал все устройства ЛВС.

Маршрутизатор также имеет таблицу, в которую заносит IP-адреса устройств на основе анализа локальной сети. Роутер может самостоятельно раздавать IP-адреса устройствам ЛВС благодаря протоколу динамического конфигурирования узла сети (DHCP). Таблица маршрутизации позволяет роутеру вычислять наикратчайшие маршруты для отправки информационных пакетов между различными узлами ЛВС. Данные узлы (компьютеры) могут находиться в любом сегменте многоуровневой сети невзирая на архитектуру той или иной подсети. К примеру, маршрутизатор связывает локальную сеть с глобальной (интернет) через сеть провайдера.

Пример маршрутизации

Допустим, в таблице маршрутизации есть такая запись:

Сеть	Маска	Интерфейс
192.168.1.0	255.255.255.0	192.168.1.96

Роутер получает пакет, предназначенный для хоста с IP-адресом 192.168.1.96, после чего начинает обход таблицы маршрутизации и обнаруживает, что при наложении маски подсети 255.255.255.0 на IP-адрес 192.168.1.96 вычисляется сеть с IP-адресом 192.168.1.0. Пройдя строку до конца роутер находит IP-адрес интерфейса 192.168.1.96, на который и отправляет полученный пакет.

Как происходит вычисление IP-адреса сети и компьютера?

Для вычисления IP-адреса сети используется маска подсети. Начнем с того, что привычная для наших глаз запись IP-адреса представлена в десятеричном формате (192.168.1.96). На самом деле, сетевое устройство данный IP-адрес видит, как набор нолей и единиц, то есть в двоичной системе исчисления (11000000.10101000.00000001.01100000). Так же выглядит и маска подсети (255.255.255.0 -> 11111111.11111111.11111111.00000000).

IP-адрес назначения	192.168.1.96	11000000 10101000 00000001 01100000
Маска подсети	255.255.255.0	11111111 11111111 11111111 00000000
IP-адрес сети	192.168.1.0	11000000 10101000 00000001 00000000

Что получается? Какой бы у нас не был IP-адрес назначения (к примеру 192.168.1.96 или 192.168.1.54) при наложении на него маски подсети (255.255.255.0) будет получаться один и тот же результат (192.168.1.0). Происходит это из-за поразрядного (побитного) сравнения записей (1х1 = 1, 1х0 = 0, 0х1 = 0). При этом IP-адрес компьютера берётся из последней группы цифр IP-адреса назначения. Также стоит учитывать, что из общего диапазона адресов, в рамках одной подсети, доступно будет на два адреса меньше, потому что 192.168.1.0 – является IP-адресом самой сети, а 192.168.1.255 – служебным широковещательным адресом для передачи общих пакетов запросов.

Что такое NAT?

В последнем пункте данной статьи, рассмотрим, что такое NAT. Как уже упоминалось ранее, маршрутизатор связывает между собой сети не только на локальном уровне, но и взаимодействует с сетью провайдера с целью получения доступа к сети интернет. Для пересылки пакетов во внешнюю сеть, роутер не может использовать IP-адреса компьютеров из локальной сети, так как данные IP-адреса являются «частными» и предназначены только для организации взаимодействия устройств внутри ЛВС. Маршрутизатор имеет два IP-адреса (внутренний и внешний), один в локальной сети (192.168.1.0), другой (к примеру 95.153.133.97) ему присваивает сеть провайдера при динамическом распределении IP-адресов. Именно второй IP-адрес роутер будет использовать для отправки и получения пакетов по сети интернет. Для реализации такой подмены и был разработан NAT.

NAT (Network Address Translation) — механизм преобразование сетевых адресов, является частью TCP/IP-протокола.

Принцип NAT заключается в следующем: при отправке пакета из ЛВС маршрутизатор подменяет IP-адрес локальной машины на свой собственный, а при получении производит обратную замену и отправляет данные на тот компьютер, которому они и предназначались.

Поделитесь статьей в соцсетях — поддержите проект!

Сети – это связи объектов, которые имеют общие определенные признаки. Все соответствующие компоненты тесно связаны друг с другом. Связи могут выступать как непосредственные или опосредованные.

Сети необходимы для того, чтобы экономить имеющиеся ресурсы. В Google полно определений соответствующего понятия. Встречаются подобного рода компоненты во всех сферах жизни человека, включая информационные технологии.

Далее предстоит разобраться в том, что собой представляют компьютерные сети. Предложенная информация поможет не запутаться в выбранном направлении. Она пригодится и программистам, и обычным пользователям ПК, и системным администраторам.

Определение

Компьютерная сеть, согласно Google – совокупность компьютеров или других устройств. Соответствующая связь образовывается за счет каналов и обеспечения коммуникационным оборудованием. Иногда – специализированными программами.

Компьютерные сети – устройства, ноутбуки и компьютеры, которые отвечают за обеспечение обмена данными в пределах установленной «сетки». Промежуточные носители для этого не пригодятся.

В Google можно найти информацию о клиентах и серверах. Они тоже связаны с «сетками». Клиент – это устройство, которое использует предоставляемые ресурсы. Сервер – девайс, предоставляющий информацию для дальнейшего применения.

Что потребуется для прокладки

Чтобы сделать компьютерную сеть, необходимо подготовить определенное оборудование. Точный перечень девайсов определяется типом «сетки». В Google указаны следующие основные компоненты:

• интерфейс, который будет отвечать за обеспечение обмена информации и организации совместного доступа;
• компьютерные устройства с сетевыми адаптерами;
• оборудование – отвечает за организацию работы узловой структуры;
• программная среда – то, что будет обеспечивать непосредственное взаимодействие устройств.

Обычно этого достаточно в среднестатистическом случае. Но подготовка к прокладке компьютерной сети, если верить Google, напрямую зависит от ее вида.

Классификация и разновидности

Рассматриваемые компоненты, согласно Google, могут быть разными. Классификация здесь ведется по:

• размерам;
• скорости обмена данными;
• типу среды передачи информации.

Это – один из вариантов классификации. Виды компьютерных сетей встречаются совершенно разные. Google указывает на следующие варианты:

• локальные и глобальные «сетки»;
• беспроводные локальные;
• региональные;
• персональные компьютерные;
• нательные.

Далее каждый вид будет рассмотрен более подробно. Особое внимание предстоит уделить первой категории. Она выступает наиболее распространенной среди «сеток».

Нательные

Google указывает на то, что есть нательные сети. Они обозначаются как BAN. Объединяют надеваемые и имплантируемые устройства. Выделяются надежностью, стабильностью и бесперебойностью.

К соответствующей категории Google и иные поисковые системы относят:

• умные часы;
• мониторы пульса;
• устройства для измерения давления;
• кардиостимуляторы;
• иные «умные» системы, которые носит человек.

 Типичными представителями подобных «сеток» выступают разнообразные медицинские устройства. Они обладают качественной связью друг с другом, а также высокой точностью.

Персональные

Следующая категория – это PAN. Так Google описывает персональные компьютерные сети. Представляют «личным» электронным оборудованием. Позволяют подключать весьма ограниченное количество абонентов. Чаще – до 8-10 участников. Радиус действия у такого «объединения» небольшой. Он достигает 30 метров.

К представителям персональной «категории» относят: ноутбуки, гарнитуру, КПК, телефоны.

Региональные

Региональная сеть – это MAN. Представлена своеобразным промежуточным звеном между локальными, а также глобальными сетями. Расположены в пределах достаточно обширной области. Чаще всего – в одном населенном пункте или городе.

Представлены связью устройств на больших расстояниях. MAN позволяют передавать информацию качественно и быстро. Они – более эффективны, нежели локальные «модели». При построении MAN уже имеющиеся связи не используются. Они полностью прокладываются «с нуля».

Локальные

Локальная сеть – одна из самых распространенных в информатике и информационных технологий. Представляет собой симбиоз компьютера и определенного оборудования, которое расположено в ограниченном пространстве. Обычно LAN используется для быстрой передачи данных и файлов в пределах небольших помещений: офисов, организаций, квартир, домов.

Главная задача здесь – это обеспечение совместного доступа к оборудованию, службам, ПО, устройствам и документам всем участникам ЛВС.

Задачи и назначение

Изучая локальные, а также глобальные «сетки», стоит обратить внимание на их ключевые задачи. В случае с «локалками» ситуация обстоит следующим образом по данным Google:

• доступ к общим аппаратным ресурсам;
• распределение имеющихся ресурсов и приложений;
• обмен сообщениями, а также всевозможной электронной документацией;
• совместная работа над имеющимися проектами;
• экономия на покупке ПО – актуально для групповых лицензий софта.

В офисах и на предприятиях часто встречаются корпоративные сети. Google указывает на то, что это – «локалки», созданные для работников компании, независимо от географического расположения узлов. Пример – подразделения банков в городах страны. Они представлены своеобразными закрытыми структурами, доступ к которым имеется только у ограниченного числа пользователей. Ими выступают руководители и сотрудники финансовой организации.

Топология

Локальные и глобальные компьютерные сети имеют собственную топологию. Стоит обратить внимание на то, что в первом случае Google ссылается на следующие способы подключения компьютеров:

1. Шинный. В ней клиенты подключаются к общедоступному интерфейсу. Обеспечение не потребует огромных финансовых затрат. Шинное подключение довольно простое, расширяемое. Централизованное управление здесь отсутствует.
2. Кольцевой. Компьютер, согласно указаниям в Google, подключается через однонаправленный интерфейс. Последний обеспечивает более сложное создание «сетки», а также усложняет управление. Если один узел выходит из строя или отключается, система дает сбой.
3. Звездный. Самый надежный и распространенный метод. Здесь компьютеры будут объединяться в единое целое при помощи сервера. Взаимодействие компонентов структуры обеспечивается через серверное подключение. Server будет управлять функционированием LAN. Все «объединение» прекратит работать, если «упадет» сервер. А вот неисправность или отключение присоединенных девайсов не окажет влияния на работоспособность системы.
4. Древовидный. Google предписывает ему расширенную версию звездной топологии. Тут устройства подключаются к серверам низкого уровня, а последние – к центральным ПК. Они находятся выше по иерархии. Когда сервер прекращает работу, происходит отключение всего одной структурной ветки.

Также стоит учитывать, что «локалки» есть одноранговые и с выделенным сервером. В первом случае целесообразно говорить о равноправии всех подключенных машин. Они для остальных девайсов выступают в виде серверов или клиентов. При выделенном сервере только один компьютер будет главным. Остальные – клиенты.

Беспроводные локальные

Google указывает на то, что сейчас встречаются беспроводные локальные сети. Они имеют обозначение WLAN. Базируются на Wi-Fi. Помогают связывать между собой несколько устройств (более двух) без проводов и кабелей.

Чаще всего соответствующий вариант подходит для небольших организаций, дома, а также образовательных и государственных учреждений. WLAN способна обеспечивать доступ к интернету. Просты в использовании и подключении.

Глобальные

Глобальные компьютерные сети – это сети мирового масштаба. Google характеризует их в качестве объединения локальных «сеток», а также отдельных самостоятельных устройств (обычно – компьютеров) и оборудования. Они подключены друг к другу без зависимости от расстояния. Образовывают единую структуру.

Могут объединять региональные «объединения» в масштабные технологии, охватывающие не только один город, но и целые континенты. Сюда можно включить:

• многочисленные серверы;
• шлюзы.

Типичным представителем данной категории, согласно Google, можно считать Интернет. Здесь все компьютеры в мире способны получать информацию, обмениваться ей, а также передавать друг другу документы и материалы. Расстояние не играет никакой роли. За считанные минуты гигабайты данных через Интернет передаются на противоположные точки мира.

Подключение и работа

Для того, чтобы глобальная сеть работала, нужно знать уникальный определенный адрес сервера или устройства в его пределах. Им выступает IP или DNS. Здесь стоит запомнить следующее:

• IP включает в себя 4 блока чисел;
• каждый «фрагмент» IP-адреса разделяется точками;
• IP может в каждом блоке принимать значение от 0 до 255 включительно;
• DNS использует буквенные и словесные представления адресов.

Пример – компьютерам, подключенным к сети Интернет, требуется перейти на какой-то сайт. У него есть адрес. Он носит название доменного имени. Пример – Google. Соответствующий адрес сервиса выступает в виде DNS. После его ввода в браузере происходит присваивание компьютеру IP.

Разница между глобальными и локальными

В Google удастся с легкостью обнаружить информацию о том, чем отличаются рассмотренные «сетки». В случае с WLAN и LAN стоит выделить следующие особенности:

• расстояние между двумя узлами;
• сложность алгоритмов обмена информацией – для WLAN нужно обеспечить наличие дополнительного оборудования;
• пропускные способности;
• задержки – у LAN ответ на запрос отнимает пару миллисекунд, у WLAN – десятки и сотни;
• масштабируемость – она присуща глобальному варианту.

Лучше разобраться в компьютерных сетях, их видах и организации помогут специализированные компьютерные курсы. Они проводятся дистанционно в режиме онлайн. Позволят быстро освоить сети и принципы их настройки как новичкам, так и опытным системным администраторам.

P. S. Интересуют компьютерные сети, сетевые технологии, протоколы передачи данных? Обратите внимание на следующие курсы в Otus:

• «Network engineer«;
• «Network engineer. Basic«.

Что такое компьютерная сеть. Виды и основные принципы

Опубликовано 27.12.2021

Что такое компьютерная сеть

Компьютерная сеть — это единый комплекс, где компьютеры, серверы и другая техника взаимодействуют посредством каналов связи. Назначение этого ансамбля состоит в упрощении и облегчении IT-процессов и ускорении работы. Пользователи получают совместный доступ к аппаратному и программному обеспечению, а также информационным ресурсам. В нашей статье мы расскажем о разновидностях компьютерных сетей и принципах их формирования.

Типы компьютерных сетей

Для объединения компьютеров в систему обращают внимание на следующие параметры:

• разновидность машин;
• расстояние между оборудованием;
• возложенные на комплекс функции.

Даже если соединить пару компьютеров, это уже будет считаться сетью. У последней есть 2 задачи, которые она может выполнять по отдельности или обе сразу. Это — передача информации между системами либо предоставление доступа к общим ресурсам (серверам, принтерам, БД). Элементы сети связывают друг с другом посредством физического (проводами или радиоволнами) и логического (конкретными сетевыми протоколами) соединения.

Каждый вид компьютерных сетей был создан для определенной области применения, поэтому в отношении их действуют различные стандарты и методы. Соответственно, отдельный тип имеет свои недостатки и преимущества. Рассмотрим эти разновидности подробнее.

PAN — персональная сеть

PAN — Personal Area Network. Это объединение персонального пользовательского оборудования. В один комплекс собирают смартфоны, КПК, наушники, камеры, игровые консоли, ноутбуки и т. д., используя связь по Wi-Fi, Bluetooth, USB. Умные дома функционируют на основе протоколов ZigBee, Insteon, Z-Wave. PAN и WPAN (беспроводной вариант) имеют радиус действия, ограниченный 30 метрами, и могут обеспечить связью до 8 абонентов. Поэтому такие соединения нельзя использовать в разных зданиях. Но посредством персональной сети возможно подключиться к более крупным объединениям.

LAN — локальная сеть

LAN — Local Area Network. К этой локальной сети можно подключить множество устройств. Радиус охвата составляет до 2 км, скорость обмена информацией — до 10000 Мбит/с.

LAN обычно используют в частных домах, административных зданиях, образовательных учреждениях и других местах, где требуется объединить в один комплекс технику для быстрой передачи информации и общего доступа к серверам, печатающим устройствам, программному обеспечению. Кабельное подключение реализуют через технологию Ethernet, беспроводное — Wi-Fi. В последнем случае система называется WLAN,  Wireless Local Area Network, и действует на основе стандарта IEEE 802.11. Она позволяет абонентам сохранять подключение к локальной сети при передвижении по территории, охватываемой сигналом.

Устройства, составляющие LAN или WLAN, свободно могут подключаться к интернету. Если в ЛВС (локальной вычислительной сети) подключено 2 и более компьютера, то в системе необходимо иметь также узлы и элементы, обеспечивающие стабильную связь — мосты, концентраторы, коммутаторы. Охват LAN можно увеличить за счет использования повторителей сигнала (ретрансляторов). Но обычно ЛВС используют в одном здании. WLAN популярны для установки дома или в организациях, где Wi-Fi раздают сотрудникам и посетителям. Главная отличительная черта ЛВС — скорость и качество связи на коротких расстояниях. LAN возможно подключить к более обширным MAN или WAN.

CAN — кампусная сеть

CAN — Campus Area Network. Это объединение нескольких ЛВС. Обычно используют в комплексе зданий, находящихся на расстоянии друг от друга (корпусы больниц, институтов, общежития учебных заведений и т. д.). ЛВС всех корпусов связаны между собой либо оптоволоконным кабелем, либо антеннами WiMAX, E-Band.

MAN — региональная (столичная, городская) сеть

MAN — Metropolitan Area. Связывает в одну компьютерную систему ближайшие ЛВС. Для обеспечения высокой скорости передачи данных между устройствами (расстояние между которыми может составлять десятки км) используют высокоэффективные маршрутизаторы и соединение по оптическому волокну. Особые возможности предоставляет абонентам беспроводная сеть WMAN. С помощью технологии WiMAX работают телеканалы и радиостанции, точки Wi-Fi Hotspot, где к городской сети или интернету могут подключиться все желающие (посетители кафе, коворкинг-центров и т. д.). Также к WMAN присоединяются жители, которые не могут использовать DSL (подключение по стационарной телефонной линии).

WAN — глобальная сеть

WAN — Wide Area Network. Если столичные сети связывают узлы, действующие в районах или городах, то глобальные объединяют неограниченное количество устройств в целых странах и на материках. Использовать для этого кабели Ethernet невозможно в связи с огромными расстояниями, поэтому WAN применяет другие технологии: SDH, IP/ MPLS, ATM, PDH, SONET. Чтобы обеспечить стабильность функционирования глобальных сетей, используют более сложные способы и аппаратное обеспечение, чем при работе ЛВС.

WAN принадлежат конкретным компаниям. Провайдеры арендуют их и подключают к интернету конечных пользователей или ЛВС.

GAN — глобальная зональная сеть

GAN — Globe Area Network. Яркой иллюстрацией является Интернет. Но вместе с этим есть организации, которые владеют сетями, закрытыми для общего доступа. Они состоят из нескольких WAN, благодаря чему фирма-собственник может объединить свои компьютеры, разбросанные по всему миру. Для соединения применяют оптоволоконные инфраструктуры, а также кабели, идущие по дну океанов, или спутниковые сигналы.

VPN — виртуальная частная сеть

VPN — Virtual Private Network. Это виртуальный канал, соединяющий клиента с сервером. Действует на основе любой из физических сетей, о которых шла речь выше. VPN дает доступ практически к каждому устройству в любой точке мира. Система бесплатна, в отличие от частных WAN или MAN. VPN используют для того, чтобы объединить несколько ЛВС в интернете или разрешить удаленный доступ через обычное подключение. Для сохранности конфиденциальных данных эта сеть применяет технологии шифрования. Белее подробнее о VPN читайте здесь

BAN — нательная сеть

BAN — нательная компьютерная сеть. Объединяет внешние и/ или имплантированные устройства: умные кардиологические стимуляторы и часы, пульсометры, мониторы АД и т. д. Главная задача BAN состоит в обеспечении устойчивой и бесперебойной связи измерительных приборов.

Принципы построения компьютерных сетей

Все современные организации строят свои компьютерные сети по одному из принципов, описанных ниже. Выбор определенного вида физической связи устройств друг с другом оказывает влияние на свойства системы.

Линия

Все абоненты размещаются на одной линии. При выходе из строя либо отключении одного компьютера перестает функционировать вся система. Данный принцип построения ЛВС почти не применяют, т. к. он несовершенен и уже морально устарел.

Шина

К одному кабелю (шине) с помощью Т-коннекторов подключены компьютеры. На концах шины установлены терминаторы — заглушки, которые препятствуют отражению сигнала и обеспечивают его чистоту. Сеть функционирует следующим образом. Все компьютеры одновременно принимают и анализируют сигнал, посланный одним из участников. Устройство, которому адресована информация, начинает его обрабатывать.

Преимущества такой схемы:

• Каждый компьютер, прежде чем передавать данные, проверяет, есть ли в шине сигнал (это исключает коллизии).
• Систему легко и просто смонтировать и настроить.
• Экономится кабель (в сравнении с другими видами компьютерных сетей).
• Выход из строя одного устройства не влияет на деятельность сети.

К недостаткам относятся низкая скорость работы системы при подключении большого количества компьютеров и потеря соединения одновременно всеми абонентами в результате повреждений шины.

Кольцо

Эта топология похожа на принцип линии, но здесь компьютеры соединяются друг с другом последовательно в кольцо. Сигнал идет только в одну сторону. Если необходимо посылать информацию в обратном направлении, создают двойное кольцо. Компьютер принимает данные от предыдущего абонента и проводит анализ. Если информация направлялась ему, он ее обрабатывает, если нет — отправляет следующему участнику.

Систему легко смонтировать из минимума оборудования. Сеть, сформированная по принципу кольца, обладает более высокой скоростью передачи информации (по сравнению с линейной топологией) и устойчивостью. Она способна объединить до 1000 устройств. Но, если в какой-либо части кольца пропадает сигнал, система полностью перестает работать.

Многосвязная

Эта топология позволяет обмениваться данными на высокой скорости. Плюс при выходе из строя одного из элементов сети вся система продолжает функционировать, и остальные участники не испытывают дискомфорта при работе. Такая конфигурация применяется редко, так как является недешевым удовольствием. Обычно ее используют стратегические объекты, которым важна высокоскоростная и надежная работа системы.

Звезда

В этой схеме действует центральный коммутатор либо свитч (хаб), к которому по отдельности на расстоянии не более 100 м подключен каждый компьютер. Топология «звезда» считается самой оптимальной для формирования сети благодаря следующим преимуществам:

• минимум кабеля и дополнительных инструментов соединения;
• надежная работа в условиях высокой нагрузки;
• бесперебойное функционирование системы при выходе из строя одного из компьютеров или канала связи.

Естественно, если перестанет работать хаб, все участники системы потеряют соединение.

Заключение

В нашем материале мы рассказали вам о разновидностях компьютерных сетей и принципах их формирования. Если у вас есть вопросы или вы желаете что-либо посоветовать остальным читателям, добро пожаловать в блок комментариев. Вам необходимо развернуть, модернизировать, администрировать ЛВС? Специалисты компании «АйТи Спектр» профессионально выполнят монтаж с учетов всех ваших пожеланий.

Сетевые технологии и стандарты

ISDN

X.25

Frame Relay

Ethernet/Fast Ethernet

Gigabit Ethernet

ATM

Построение корпоративной сети

Сетевые компьютерные технологии бурно развиваются. Если раньше основной заботой
сетевого администратора была локальная вычислительная сеть предприятия или организации,
то теперь эта сеть все чаще становится территориально распределенной. Пользователи
должны иметь возможность получать доступ к ресурсам сети предприятия практически
из любого места. При этом они хотят не только просматривать и отправлять электронную
почту, но и иметь возможность обращаться к файлам, базам данных и другим ресурсам
сети предприятия. В рамках организации часто создаются удаленно расположенные
отделения со своими локальными сетями, которые необходимо соединить с сетью
основного подразделения с помощью надежной, защищенной и прозрачной для пользователей
связи. Такие сети называются корпоративными. Учитывая сегодняшние реалии, пользователям
корпоративной сети предприятия также необходимо предоставить возможность доступа
к ресурсам глобальной мировой сети Internet, обезопасив при этом внутреннюю
сеть от несанкционированного доступа извне.

Таким образом, корпоративная сеть —
это аппаратно-программная система,
обеспечивающая надежную передачу информации
между различными приложениями, используемыми в
организации. Часто узлы корпоративной сети
оказываются расположенными в различных городах.
Принципы, по которым строится подобная сеть,
достаточно сильно отличаются от тех, которые
используются при создании локальной сети, даже
охватывающей несколько зданий. Основное отличие
состоит в том, что территориально распределенные
сети используют достаточно медленные (на сегодня
это чаще десятки и сотни килобит в секунду,
иногда 2 Мбит/с и выше) арендованные линии
связи. Если при создании локальной сети основные
затраты приходятся на закупку оборудования и
прокладку кабеля, то в территориально
распределенных сетях наиболее существенным
элементом стоимости оказывается арендная плата
за использование каналов, которая быстро растет
с увеличением качества и скорости передачи
данных. В остальном же корпоративная сеть не
должна накладывать ограничений на то, какие
именно приложения и каким образом обрабатывают
переносимую по ней информацию. Основная
проблема, которую приходится решать при создании
корпоративной сети, — организация каналов связи.
Если в пределах одного города можно рассчитывать
на аренду выделенных линий, в том числе
высокоскоростных, то при переходе к
географически удаленным узлам стоимость аренды
каналов становится очень большой, а качество и
надежность их часто оказываются весьма
невысокими. Естественным решением этой проблемы
является использование уже существующих
глобальных сетей. В этом случае достаточно
обеспечить каналы от офисов до ближайших узлов
сети. Задачу доставки информации между узлами
глобальная сеть при этом возьмет на себя.

Идеальным вариантом для корпоративной
сети было бы создание каналов связи только на тех
участках, где это необходимо, и передача по ним
любых сетевых протоколов, которые требуются
работающим приложениям. На первый взгляд это
возврат к арендованным линиям связи. Однако
существуют технологии построения сетей передачи
данных, позволяющие организовать внутри них
каналы, возникающие только в нужное время и в
нужном месте. Такие каналы называются
виртуальными. Систему, объединяющую удаленные
ресурсы с помощью виртуальных каналов,
естественно назвать виртуальной сетью. На
сегодня существуют две основные технологии
виртуальных сетей — сети с коммутацией каналов и
сети с коммутацией пакетов. К первым относится
обычная телефонная сеть, ISDN и ряд других более
экзотических технологий. Сети с коммутацией
пакетов представлены технологиями X.25, Frame Relay и в
последнее время ATM. Остальные типы виртуальных (в
различных сочетаниях) сетей широко используются
при построении корпоративных информационных
систем. Сети с коммутацией каналов
обеспечивают абоненту несколько каналов связи с
фиксированной пропускной способностью на каждое
подключение. Обычная телефонная сеть дает один
канал связи между абонентами. При необходимости
увеличить количество одновременно доступных
ресурсов приходится устанавливать
дополнительные телефонные номера. Даже если
забыть о низком качестве связи, видно, что
ограничение количества каналов и длительное
время установления соединения не позволяют
использовать телефонную связь в качестве основы
корпоративной сети. Для подключения же отдельных
удаленных пользователей это достаточно удобный
и часто единственно доступный метод.

Альтернативой сетям с коммутацией
каналов являются сети с коммутацией пакетов. При
использовании пакетной коммутации один канал
связи используется в режиме разделения времени
многими пользователями — примерно так же, как и в
Internet. Однако в отличие от сетей типа Internet, где
каждый пакет маршрутизируется отдельно, сети
пакетной коммутации перед передачей информации
требуют установления соединения между конечными
ресурсами. После установления соединения сеть
«запоминает» маршрут (виртуальный канал), по
которому должна передаваться информация между
абонентами, и помнит его, пока не получит сигнала
о разрыве связи. Для приложений, работающих в
сети пакетной коммутации, виртуальные каналы
выглядят как обычные линии связи — с той только
разницей, что их пропускная способность и
вносимые задержки меняются в зависимости от
загруженности сети. Рассмотрим основные
технологии, которые используются для построения
корпоративных сетей.

ISDN

Широко распространенным примером виртуальной сети с коммутацией каналов является
ISDN (цифровая сеть с интеграцией услуг). ISDN обеспечивает цифровые
каналы (64 Кбит/с), по которым могут передаваться как голос, так и данные.
Базовое подключение ISDN (Basic Rate Interface) включает два таких канала и
дополнительный канал управления со скоростью 16 Кбит/с (такая комбинация обозначается
как 2B+D). Возможно использование большего числа каналов — до тридцати
(Primary Rate Interface, 30B+D). Это существенно увеличивает полосу пропускания,
но приводит к соответствующему удорожанию аппаратуры и каналов связи. Кроме
того, пропорционально увеличиваются затраты на аренду и использование сети.
В целом ограничения количества одновременно доступных ресурсов, налагаемые ISDN,
приводят к тому, что этот тип связи оказывается удобным использовать в основном
как альтернативу телефонным сетям. В системах с небольшим количеством узлов
ISDN может использоваться также и как основной протокол сети. Следует только
иметь в виду, что доступ к ISDN в нашей стране пока, скорее, исключение, чем
правило.

X.25

Классической технологией коммутации
пакетов является протокол X.25. Сегодня
практически не существует сетей X.25, использующих
скорости выше 128 Кбит/с, что достаточно медленно.
Но протокол X.25 включает мощные средства
коррекции ошибок, обеспечивая надежную доставку
информации даже на плохих линиях и широко
используется там, где нет качественных каналов
связи. (В нашей стране их нет почти повсеместно.)
Естественно, за надежность приходится платить —
в данном случае быстродействием оборудования
сети и сравнительно большими, но предсказуемыми
задержками распространения информации. В то же
время X.25 — универсальный протокол, позволяющий
передавать практически любые типы данных.
«Естественной» для сетей X.25 является работа
приложений, использующих стек протоколов OSI.
К ним относятся системы, использующие стандарты X.400
(электронная почта) и FTAM (обмен файлами), а
также некоторые другие. Доступны средства,
позволяющие реализовать на базе протоколов OSI
взаимодействие Unix-систем. Другая стандартная
возможность сетей X.25 — связь через обычные
асинхронные COM-порты. Образно говоря, сеть X.25
«удлиняет» кабель, подключенный к
последовательному порту, донося его разъем до
удаленных ресурсов. Таким образом, практически
любое приложение, допускающее обращение к нему
через COM-порт, может быть легко интегрировано в
сеть X.25. В качестве примеров таких приложений
следует упомянуть не только терминальный доступ
к удаленным хост-компьютерам, например
Unix-машинам, но и взаимодействие Unix-компьютеров
друг с другом (cu, uucp), системы на базе Lotus Notes,
электронную почту cc:Mail и MS Mail и т.п. Для
объединения LAN в узлах, имеющих подключение к
сети X.25, существуют методы инкапсуляции пакетов
информации из локальной сети в пакеты X.25. Часть
служебной информации при этом не передается,
поскольку она может быть однозначно
восстановлена на стороне получателя.
Стандартным механизмом инкапсуляции считается
описанный в документе RFC 1356. Он позволяет
передавать различные протоколы локальных сетей
(IP, IPX и т.д.) одновременно через одно виртуальное
соединение. Этот механизм (или более старая его
реализация RFC 877, допускающая только передачу IP)
реализован практически во всех современных
маршрутизаторах. Существуют также методы
передачи по X.25 и других коммуникационных
протоколов, в частности SNA, используемого в
сетях мэйнфреймов IBM, а также ряда частных
протоколов различных производителей. Таким
образом, сети X.25 предлагают универсальный
транспортный механизм для передачи информации
между практически любыми приложениями. При этом
разные типы трафика передаются по одному каналу
связи, ничего «не зная» друг о друге. При
объединении локальных сетей через X.25 можно
изолировать друг от друга отдельные фрагменты
корпоративной сети, даже если они используют
одни и те же линии связи.

Сегодня в мире насчитываются десятки
глобальных сетей X.25 общего пользования, их узлы
имеются практически во всех крупных деловых,
промышленных и административных центрах. В
России услуги X.25 предлагают «Спринт Сеть», Infotel,
«Роспак», «Роснет», Sovam Teleport и ряд других
поставщиков. Кроме объединения удаленных узлов в
сетях X.25 всегда предусмотрены средства доступа
для конечных пользователей. Для того чтобы
подключиться к любому ресурсу сети X.25,
пользователю достаточно иметь компьютер с
асинхронным последовательным портом и модем. При
этом проблем с авторизацией доступа в
географически удаленных узлах не возникает; если
ваш ресурс подключен к сети X.25, вы можете
получить доступ к нему как с узлов вашего
поставщика, так и через узлы других сетей — то
есть практически из любой точки мира.
Недостатком технологии X.25 является наличие ряда
принципиальных ограничений скорости. Первое из
них связано именно с развитыми возможностями
коррекции и восстановления. Эти средства
вызывают задержки передачи информации и требуют
от аппаратуры X.25 большой вычислительной
мощности и производительности, в результате чего
она просто «не успевает» за быстрыми линиями
связи. Хотя существует оборудование, имеющее
высокоскоростные порты, реально обеспечиваемая
им скорость не превышает 250-300 Кбит/с на порт. В то
же время для современных скоростных линий связи
средства коррекции X.25 оказываются избыточными и
при их использовании мощности оборудования
часто работают вхолостую. Вторая особенность,
заставляющая рассматривать сети X.25 как
медленные, состоит в особенностях инкапсуляции
протоколов локальных сетей (в первую очередь IP и
IPX). При прочих равных условиях связь локальных
сетей по X.25 оказывается в зависимости от
параметров сети на 15-40% медленнее, чем при
использовании HDLC по выделенной линии.

Все-таки на линиях связи невысокого качества сети X.25 вполне эффективны и
дают значительный выигрыш в цене и возможностях по сравнению с выделенными линиями.

Frame Relay

Технология Frame Relay появилась как средство, позволяющее реализовать преимущества
пакетной коммутации на скоростных линиях связи. Основное отличие сетей Frame
Relay от X.25 состоит в том, что в них исключена коррекция ошибок между узлами
сети. Задачи восстановления потока информации возлагаются на оконечное оборудование
и программное обеспечение пользователей. Естественно, это требует использования
достаточно качественных каналов связи. Считается, что для успешной работы с
Frame Relay вероятность ошибки в канале должна быть не выше 10-6-10-7. Качество,
обеспечиваемое обычными аналоговыми линиями, обычно на один-три порядка ниже.
Вторым отличием сетей Frame Relay является то, что в настоящее время практически
во всех них реализован только механизм постоянных виртуальных соединений (PVC).
Это означает, что, подключаясь к порту Frame Relay, вы должны заранее определить,
к каким именно удаленным ресурсам будете иметь доступ. Принцип пакетной коммутации
— множество независимых виртуальных соединений в одном канале связи — здесь
остается, однако вы не можете выбрать адрес любого абонента сети. Все доступные
вам ресурсы определяются при настройке порта. Таким образом, на базе технологии
Frame Relay удобно строить замкнутые виртуальные сети, используемые для передачи
других протоколов, средствами которых осуществляется маршрутизация. «Замкнутость»
виртуальной сети означает, что она полностью недоступна для других пользователей,
работающих в той же сети Frame Relay. Например, в США сети Frame Relay широко
применяются в качестве опорных для работы Internet. Однако ваша частная сеть
может использовать виртуальные каналы Frame Relay в тех же линиях, что и трафик
Inernet, — и быть абсолютно от него изолированной. Как и сети X.25, Frame
Relay предоставляет универсальную среду передачи практически для любых приложений.
Основной областью применения Frame Relay сегодня является объединение удаленных
LAN. При этом коррекция ошибок и восстановление информации производятся на уровне
транспортных протоколов LAN — TCP, SPX и т.п. Потери на инкапсуляцию трафика
LAN во Frame Relay не превышают двух-трех процентов. Отсутствие коррекции ошибок
и сложных механизмов коммутации пакетов, характерных для X.25, позволяет передавать
информацию по Frame Relay с минимальными задержками. Дополнительно возможно
включение механизма приоритезации, позволяющего пользователю иметь гарантированную
минимальную скорость передачи информации для виртуального канала. Такая возможность
позволяет использовать Frame Relay для передачи критичной к задержкам информации,
например голоса и видео в реальном времени. Эта сравнительно новая возможность
приобретает все большую популярность и часто является основным аргументом в
пользу выбора Frame Relay как основы корпоративной сети. Следует помнить, что
сегодня услуги сетей Frame Relay доступны в нашей стране не более чем в полутора
десятках городов, в то время как X.25 — примерно в двухстах. Есть все основания
полагать, что по мере развития каналов связи технология Frame Relay будет становиться
все более распространенной — прежде всего там, где сейчас существуют сети X.25.
К сожалению, не существует единого стандарта, описывающего взаимодействие различных
сетей Frame Relay, поэтому пользователи оказываются привязаны к одному поставщику
услуг. При необходимости расширить географию возможно подключение в одной точке
к сетям разных поставщиков — с соответствующим увеличением расходов. Существуют
также частные сети Frame Relay, работающие в пределах одного города или использующие
междугородние (как правило, спутниковые) выделенные каналы. Построение
частных сетей на базе Frame Relay позволяет сократить количество арендуемых
линий и интегрировать передачу голоса и данных.

Ethernet/Fast Ethernet

Ethernet — наиболее популярная топология
локальных сетей. В ее основе лежит стандарт IEEE
802.3. За годы своего существования Ethernet претерпел
значительную эволюцию, и теперь эта технология
обеспечивает поддержку новых сред передачи
данных и обладает рядом таких характеристик,
которые не были предусмотрены в исходном
стандарте. Имеющаяся полоса пропускания может
либо разделяться между несколькими
пользователями с помощью концентраторов, либо
полностью предоставляться индивидуальным ПК с
помощью коммутаторов. Не так давно
сформировалась отчетливо выраженная тенденция к
предоставлению пользователям настольных
станций полнодуплексных каналов связи на 10
Мбит/с. Такая тенденция смогла укорениться
благодаря появлению недорогих коммутаторов
Ethernet, позволивших без больших затрат создавать
высокопроизводительные многофункциональные
сети.

Технология Fast Ethernet была разработана с
целью предоставить более широкую полосу
пропускания устройствам, которые в этом
нуждались, — в первую очередь серверам и
коммутаторам для настольных станций. В основе Fast
Ethernet лежит стандарт Ethernet; это означает, что для
внедрения этой скоростной технологии не
требуется перестройки существующей
инфраструктуры, замены системы управления и
переподготовки сотрудников отдела
информационных технологий. Сейчас это одна из
самых популярных высокоскоростных технологий —
она недорога, стабильна и полностью совместима с
существующими сетями Ethernet. В сетях Fast Ethernet можно
использовать оптоволоконные (100Base-FX) или медные
(100Base-TX) кабели. Поддерживается полнодуплексная
связь.

Все администраторы информационных систем сталкиваются с проблемой предоставления
каналов Fast Ethernet для подключения наиболее мощных настольных станций и серверов
без нарушения работы тех пользователей, которым хватает Ethernet 10Base-T. Именно
для этого нужна технология автоматического распознавания скорости работы сети
Ethernet/Fast Ethernet. В соответствии с этой технологией одно и то же устройство
поддерживает и 10Base-T, и 100Base-TX. Один и тот же коммутатор обеспечит поддержку
Ethernet и Fast Ethernet, предоставляя настольным станциям более широкую полосу
пропускания, объединяя концентраторы на 10 и 100 Мбит/с и не внося никаких изменений
в условия работы тех пользователей, которые полностью удовлетворены каналами
10 Мбит/с. Кроме того при работе с коммутатором, автоматически распознающим
скорость передачи данных, нет необходимости конфигурировать каждый из портов
отдельно. Это — один из наиболее эффективных способов избирательного наращивания
полосы пропускания в местах возникновения перегрузок с полным сохранением возможностей
дальнейшего расширения полосы пропускания в будущем.

Gigabit Ethernet

В технологии Gigabit Ethernet полностью
сохраняется традиционная простота и
управляемость Ethernet и Fast Ethernet, поэтому ее легко
интегрировать в существующие локальные сети.
Использование этой технологии позволяет на
порядок увеличить полосу пропускания
магистральной сети по сравнению с Fast Ethernet.
Дополнительная полоса пропускания позволяет
справиться с проблемами, связанными с
незапланированным изменением структуры сети и
добавлением к ней новых устройств, и избавляет от
необходимости постоянно корректировать работу
сети. Технология Gigabit Ethernet прекрасно подходит для
магистральных участков сети и каналов связи с
сервером, поскольку она дает широкую полосу
пропускания без больших затрат, не требует
отказа от традиционного формата кадров Ethernet и
поддерживается существующими системами
управления сетью.

Появление стандарта 802.3ab, позволяющего в качестве среды Gigabit Ethernet
использовать медный кабель (правда на расстояния не более 100 метров), является
еще одним важным аргументом в пользу данной технологии. Нельзя не отметить и
работу IEEE над новым стандартом на 10 Гбит/с.

ATM

ATM — популярная технология для магистралей локальных вычислительных сетей.
Ее использование сулит значительные выгоды большим организациям, поскольку обеспечивает
тесную интеграцию между локальными и территориально распределенными сетями и
характеризуется высоким уровнем отказоустойчивости и резервирования. Для передачи
данных по сети используются каналы связи OC-3 (155 Мбит/с) и OC-12 (622
Мбит/с). Если просто сравнивать цифры, то эти значения меньше, чем для Gigabit
Ethernet, однако в ATM используются альтернативные методы выделения полосы пропускания;
задав тот или иной уровень качества услуг (Quality of Service, QoS), можно гарантировать
предоставление полосы пропускания, необходимой для работы приложения. Средства
управления трафиком, предоставляемые технологией АТМ, позволяют добиться полной
определенности в работе приложений и обеспечении услуг в сложных сетях. Технология
АТМ обладает важными преимуществами перед существующими методами передачи данных
в локальных и глобальных сетях, которые должны обусловить ее широкое распространение
во всем мире. Одно из важнейших достоинств АТМ — обеспечение высокой скорости
передачи информации (широкой полосы пропускания). АТМ устраняет различия между
локальными и глобальными сетями, превращая их в единую интегрированную сеть.
Сочетая в себе масштабируемость и эффективность аппаратной передачи информации,
присущие телефонным сетям, метод АТМ обеспечивает более дешевое наращивание
мощности сети. Это техническое решение, способное удовлетворить грядущие потребности,
поэтому многие пользователи часто выбирают АТМ больше ради ее будущей, нежели
сегодняшней значимости. Стандарты АТМ унифицируют процедуры доступа, коммутации
и передачи информации различного типа (данных, речи, видеоизображений и т.д.)
в одной сети связи с возможностью работы в реальном масштабе времени. В отличие
от ранних технологий локальных и глобальных сетей ячейки АТМ могут передаваться
по широкому спектру носителей — от медного провода и волоконно-оптического кабеля
до спутниковых линий связи, при любых скоростях передачи, достигающих сегодняшнего
предела 622 Мбит/с. Технология АТМ обеспечивает возможность одновременного
обслуживания потребителей, предъявляющих различные требования к пропускной способности
телекоммуникационной системы. Технология АТМ уже в течение нескольких лет постепенно
прокладывает путь в инфраструктуры корпораций. Пользователи строят сеть АТМ
поэтапно, эксплуатируя ее параллельно с уже существующими у них системами. Конечно,
в первую очередь технология АТМ окажет влияние на глобальные сети, в меньшей
степени — на магистральные линии связи, соединяющие несколько локальных вычислительных
сетей. Недавний опрос, проведенный компанией Sege Research, в котором приняли
участие 175 пользователей, касался вопроса о том, какие технологии они намерены
использовать в своих сетях в 1999 году. АТМ обогнал по популярности Ethernet.
Более 40% пользователей хотели бы установить Ethernet на 100 Мбит/с, а около
45% планируют использовать АТМ на 155 Мбит/с. Совершенно неожиданно оказалось,
что 28% опрошенных намерены использовать АТМ на 622 Мбит/с. Несколько слов о
взаимоотношениях АТМ и Gigabit Ethernet. У каждой из этих технологий своя, достаточно
четко определенная ниша. Для АТМ — это опорные сети группы зданий, объединенных
в корпоративную сеть, и магистрали глобальных сетей. Для Gigabit Ethernet —
это магистрали локальных сетей и линии связи с высокопроизводительными серверами.
Успешно решаются проблемы обмена трафиком между Gigabit Ethernet и ATM и проблемы
прозрачной маршрутизации. Компания Cisco Systems недавно разработала специальный
АТМ-модуль для маршрутизирующего коммутатора Catalyst 8500. Этот модуль позволяет
проводить маршрутизацию между портами АТМ и Ethernet.

Построение корпоративной сети

При построении территориально
распределенной корпоративной сети могут
использоваться все описанные выше технологии. На
уровне локальных сетей альтернативы технологиям
Ethernet, включая Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, не существует; в
качестве физической среды передачи
предпочтительнее витая пара категории 5. Для
подключения удаленных пользователей самым
простым и доступным вариантом является
использование телефонной связи. Там, где это
возможно, могут использоваться сети ISDN. Для
объединения узлов сети в большинстве случаев
используются глобальные сети передачи данных.
Даже там, где возможна прокладка выделенных
линий, использование технологий пакетной
коммутации позволяет уменьшить количество
необходимых каналов связи и, что немаловажно,
обеспечить совместимость системы с существующим
оборудованием глобальных сетей. Подключение
корпоративной сети к Internet оправданно, если вам
нужен доступ к соответствующим услугам.
Использовать Internet как среду передачи данных
имеет смысл только тогда, когда другие способы
недоступны и финансовые соображения
перевешивают требования надежности и
безопасности. Если вы будете использовать Internet
только в качестве источника информации, лучше
пользоваться технологией «соединение по
запросу», то есть таким способом подключения,
когда соединение с узлом Internet устанавливается
только по вашей инициативе и на нужное время. Это
резко снижает риск несанкционированного
проникновения в вашу сеть извне. Простейший
способ обеспечить такое подключение —
использовать дозвон до узла Internet по телефонной
линии или, если возможно, через ISDN. Другой более
надежный способ обеспечить соединение по
запросу — использовать выделенную линию и
протокол Frame Relay. В этом случае маршрутизатор с
вашей стороны должен быть настроен так, чтобы
разрывать виртуальное соединение при отсутствии
данных в течение определенного времени и вновь
устанавливать его тогда, когда требуется доступ
к данным. Широко распространенные способы
подключения с использованием PPP или HDLC такой
возможности не дают. Если же вы хотите
предоставлять свою информацию в Internet (например,
установить WWW- или FTP-сервер), соединение по
запросу оказывается неприменимым. В этом случае
следует не только использовать ограничение
доступа с помощью Firewall, но и максимально
изолировать сервер Internet от остальных ресурсов.
Хорошим решением является использование
единственной точки подключения к Internet для всей
территориально распределенной сети, узлы
которой связаны друг с другом с помощью
виртуальных каналов X.25 или Frame Relay. В этом случае
доступ из Internet возможен к единственному узлу,
пользователи же в остальных узлах могут попасть
в Internet с помощью соединения по запросу. Для
передачи данных внутри корпоративной сети также
стоит использовать виртуальные каналы сетей
пакетной коммутации. Основные достоинства
такого подхода — универсальность, гибкость,
безопасность. В качестве виртуальной сети при
построении корпоративной информационной
системы может использоваться как X.25, так и Frame Relay
или АТМ. Выбор между ними определяется качеством
каналов связи, доступностью услуг в точках
подключения и не в последнюю очередь —
финансовыми соображениями. Сегодня затраты при
использовании Frame Relay для междугородной связи
оказываются в несколько раз выше, чем для сетей
X.25. В то же время более высокая скорость передачи
информации и возможность одновременно
передавать данные и голос могут оказаться
решающими аргументами в пользу Frame Relay. На тех
участках корпоративной сети, где доступны
арендованные линии, более предпочтительной
является технология Frame Relay. Кроме того, по этой же
сети возможна телефонная связь между узлами. Для
Frame Relay лучше использовать цифровые каналы связи,
однако даже на физических линиях или каналах
тональной частоты можно создать вполне
эффективную сеть, установив соответствующее
канальное оборудование. Там, где необходимо
организовать широкополосную связь, например при
передаче видеоинформации, целесообразно
применение АТМ. Для подключения удаленных
пользователей к корпоративной сети могут
использоваться узлы доступа сетей X.25, а также
собственные коммуникационные узлы. В последнем
случае требуется выделение нужного количества
телефонных номеров (или каналов ISDN), что может
оказаться слишком дорого.

При подготовке этой статьи использованы материалы сайтов
www.3com.ru и www.race.ru

КомпьютерПресс 10’1999