Мировое сообщество сетей Internet. Протоколы сети.

Глобальные компьютерные сети и их классификация

Классификация локальных компьютерных сетей.

По территориальному признаку КС делятся на локаль­ные(Local Area Network — LAN) и глобальные(Wide Area Network — WAN). Клокальным относят сети, организован­ные в пределах существенно ограниченной территории (комната, этаж, здание, соседние здания).Размер локальной сети не превышает нескольких километров. Небольшие расстояния между компьютерами экономически оправдывают прокладку новых высококачественных линий связи, которые позволяют использовать простые алгоритмы и процедуры передачи данных и относительно дешевые коммуникационные устройства. Пропускная способность современных локальных сетей достигает 1000 Мбит/с. Время обращения к сетевым ресурсам соизмеримо со временем обращения к локальным ресурсам рабочей станции.

Высокое качество передачи данных дает возможность сети предоставлять пользователю широкий спектр услуг: файловую службу, печать, факс, электронную почту, сканер, базы данных и другие услуги, реализация которых отдельно на локальном компьютере непозволительно дорога.

Локальные сети обладают плохой масштабируемостью, так как используемые в них технологии накладывают жесткие ограничения на длину линий связи и количество подключаемых компьютеров.

Локальные сети можно классифицировать следующим образом:

1. По масштабу сети:

Ø сети рабочих групп объединяют небольшое количество компьютеров, работающих, как правило, под управлением одной операционной среды. В сети выделен один компьютер, который выполняет сетевые службы, например файловый сервер, сервер печати, сервер факса.

Ø сети отделов могут объединять компьютеры целого отдела. Количество компьютеров может быть в несколько раз больше, чем в сетях рабочих групп. Сетевые службы могут быть распределены между отдельными выделенными компьютерами-серверами.

Ø сети кампусов преследуют цель объединения нескольких мелких сетей в одну большую сеть. Такие сети могут занимать большие территории. При объединении сетей в одну необходимо решать вопросы интеграции разнородных технологий, программного и аппаратного обеспечения. Значительный сетевой трафик локализован в рамках сетей отделов и рабочих групп. Сеть кампусов решает задачи взаимодействия отдельных сетей, обеспечивает доступ к общесетевым ресурсам, как правило дорогостоящим. При объединении не используются глобальные связи.

1. По роли ПЭВМ в сети:

Ø сети с сервером. Компонентами такой сети являются рабочие станции и серверы. Сервер – специально выделенный в сети ПК, который управляет всей сетью или её частью, осуществляет прием, хранение, обновление и выдачу пользователям общей информации, управление сетевым принтером или другими устройствами. Рабочая станция (клиент, абонент) – менее мощная ПЭВМ, которая использует ресурсы сервера.

Ø Одноранговые (равноправные). Каждый пользователь предоставляет в сеть какие-то ресурсы: жесткий диск, высококачественный принтер, графопостроитель и др.

1. По структуре (топологии) сети:

Ø Одноузловые («звезда»)

Ø Кольцевые («кольцо»)

Ø Магистральные («шина»)

Ø комбинированные

1. По виду коммуникационной среды:

Ø Сети с использованием существующих учрежденческих телефонных сетей:

Ø Сети на специально проложенных кабельных линиях связи;

Ø Комбинированные сети, совмещающие кабельные линии и радиоканалы.

1. По способу размещения данных:

Ø С центральным банком данных;

Ø С распределенным банком данных

Ø С комбинированной системой размещения данных

И др.

Совокупности вычислительных машин, объединённых коммуникационной средой, охватывающей значительные по расстоянию территории, получили названиеглобальных компьютерных сетей.

Коммутация каналов устанавливает физическое соединение между абонентом-отправителем сообщения и получателем. Отправитель посылает специальный сигнал, который перемещается от одного узла коммутации к другому и устанавливает физический прямой канал связи между отправителем и получателем. После установления физического канала связи получатель посылает об этом отправителю специальный сигнал. Получив сигнал, отправитель посылает сообщение. После передачи всего сообщения канал связи разъединяется. Способ коммутации каналов прост в реализации, но даёт наибольшую задержку при передаче сообщения и снижает пропускную способность сети.

Коммутация сообщений не устанавливает физический канал связи между абонентами. Определяется логический канал связи, т.е. указывается адрес получателя сообщения, адрес отправителя и путь передачи сообщения. Поступившее в узел коммутации сообщение запоминается и ждёт до тех пор, пока не освободится канал к следующему узлу коммутации. Сообщение в каждый момент времени занимает только канал между двумя соседними узлами коммутации. Это повышает пропускную способность сети и уменьшает задержку передачи сообщения.

Коммутация пакетов. Сообщение разбивается на одинаковой длины фрагменты. Фрагмент снабжается заголовком и концевиком. В заголовке записывается: адрес получателя, порядковый номер фрагмента, маршрут его движения и информация для управления каналом связи. В концевик пишется информация (код) для контроля правильности передачи сообщения по каналу связи. Фрагмент сообщения с заголовком и концевиком называется пакетом, Пакеты передаются по сети независимо друг от друга и могут проходить по разным путям.

Адаптивная коммутация учитывает достоинства и недостатки различных способов коммутации. Так как при длинных сообщениях более экономичным является коммутация каналов, а при коротких - коммутация пакетов, то в реальных сетях целесообразно совмещение обоих способов. Адаптивная коммутация предполагает автоматическое переключение способов коммутации каналов и пакетов в зависимости от загрузки сети. 3.

3. По выбору маршрута передачи сообщения:

• фиксированные пути (Устанавливают постоянные маршруты передачи сообщений между каждой парой абонентов в сети. С этой целью устанавливается таблица маршрутов, через которые должно пройти сообщение при передаче);

• направленный выбор пути (Является развитием метода фиксированных путей. В таблице маршрутов кроме основных путей указываются резервные пути в порядке их приоритетности);

• случайные пути (Сообщение из узла коммутации посылается по случайно выбранному маршруту, лишь бы канал был свободен);

• лавинный способ (Сообщение из каждого узла коммутации посылается по всем направлениям).

Протокол – набор правил и соглашений, используемых при передаче данных в КС.

Зарождение сети Интернет началось с того, что американская компания Rand Corporation и несколько учебных заведений создали такой протокол передачи данных, который функционировал даже в случае обрыва какого-либо из промежуточных кабелей; сообщение доходило до адресата, выбрав другой маршрут движения. В 1969 в военном ведомстве США приступили к созданию сети на основе нового протокола – ARPANET.

В начале 70-х годов был разработан единый протокол для сети ARPANET – NCP. Однако в этом протоколе не предполагалось наличие какого-либо механизма взаимодействия с сетями другой, нежели ARPANET, архитектуры. В связи с этим активно проводились работы по совершенствованию технологии межсетевого обмена данными. Вскоре был разработан протокол ТСР/IP, который позволял обмениваться данными между различными сетями, и в 1983 году был принят в качестве стандарта для сети ARPANET. В основе протокола ТСР/IP лежит технология, известная как коммутация пакетов. Согласно этой технологии передаваемая информация разбивается на фрагменты – пакеты, каждый из которых снабжается адресом и номером. Пакеты передаются по сети независимо друг от друга и могут проходить по разным путям. Когда все пакеты поступают на принимающий компьютер, осуществляется их преобразование к исходному виду. Принимающий компьютер контролирует целостность и полноту поступившей информации. В случае необходимости автоматически отправляет запрос на дублирование пакетов или повторную пересылку. (Протокол ТСР/IP включает два протокола: ТСР, который отвечает за адресацию пакетов, и протокол IP, управляющий выбором маршрута движения пакетов и доставкой их адресату).

Вскоре управление сетью было передано Национальному научному фонду (NSF), и была разработана глобальная научная сеть NSFNET. В середине 80-х к ней начали активно подключаться академические и научные центры других стран.

В 1988 г. Было принято решение предоставлять доступ к сети NSFNET не только научным и образовательным организациям, но и коммерческим фирмам. Годом официальной регистрации сети Интернет, развитие которой уже осуществлялось без государственных дотаций, считается 1989 год.

Единого центра управления сетями Internet не существует. В основе лежат опорные сети в США, Европе, Азии и на территории бывшего СССР. Управлением и продвижением технологий занимаются следующие организации:

• крупные провайдеры, владельцы или организаторы опорных сетей;

• местные (региональные) провайдеры;

•поставщики информации и организаторы сетевых услуг, Провайдером, (поставщиком) называют организацию, которая определяет направления развития Internet в регионе, подключение пользователей к сети, сервисные функции, ценовую политику и другие сетевые вопросы. В различных странах и регионах эти организации имеют разные названия.

Базисными компьютерами Интернет являются серверы. Связь между этими компьютерами поддерживается круглые сутки. Машина, подключенная к сети и имеющая персональный Интернет-адрес, называется хостом (host) или узлом. В качестве сервера может использоваться любой хост, если на нем установлено соответствующее программное обеспечение. Для того, чтобы воспользоваться услугами Интернет, владельцу компьютера достаточно установить соединение через модем с любым хостом.

Сеть Интернет состоит из множества подсетей, причем разнородных. Эти сети соединяются с помощью шлюзов. Шлюз – комплекс технических и программных средств для организации взаимодействия между неоднородными сетями, т.е. включающими программно-несовместимые ЭВМ.