Понятие компьютерных сетей. Виды сетей. Локальные и глобальные сети

Содержание.

I. Введение                                                                                                 1

II. Понятие компьютерных сетей  

2.1 Многотерминальные  системы - прообраз сети                           4

2.2 Два корня сетей передачи данных                                                 5  

III Виды сетей                                                                                      7

IV Локальные и глобальные сети

4.1 Локальные сети                                                                                   10

4.2 Глобальные сети                                                                                 21

V Заключение                                                                                     28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1

I. Введение.

        Сеть передачи  данных - совокупность оконечных устройств (терминалов) связи, объединенных каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

     Благодаря возникновению и развитию сетей  передачи данных появился новый, высокоэффективный  способ взаимодействия между людьми. Первоначально сети использовались главным образом для научных  исследований, но затем они стали  проникать буквально во все области человеческой деятельности. При этом большинство сетей существовало совершенно независимо друг от друга, решая конкретные задачи для конкретных групп пользователей. В соответствии с этими задачами выбирались те или иные сетевые технологии и аппаратное обеспечение. Построить универсальную физическую сеть мирового масштаба из однотипной аппаратуры просто невозможно, поскольку такая сеть не могла бы удовлетворять потребности всех ее потенциальных пользователей. Одним нужна высокоскоростная сеть для соединения машин в пределах здания, а другим - надежные коммуникации между компьютерами, разнесенными на сотни километров. Тогда возникла идея объединить множество физических сетей в единую глобальную сеть, в которой использовались бы как соединения на физическом уровне, так и новый набор специальных "соглашений" или протоколов. Эта технология, получившая название internet, должна была позволить компьютерам "общаться" друг с другом независимо от того, к какой сети и каким образом они подсоединены.

     Осознав важность идеи internet, несколько правительственных организаций в США стали работать над ее реализацией. И наибольшего успеха в этом добилось агентство Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), создавшее стек протоколов TCP/IP. Возникший в конце 60-х гг. как проект объединения сетей нескольких крупных исследовательских организаций, в наше время TCP/IP стал одним из наиболее популярных протоколов сетевого взаимодействия и стандартом de facto для реализации глобальных сетевых соединений. Сеть Internet - это одна из реализаций технологии internet, которая объединяет около 10 млн. компьютеров по всему миру, которые взаимодействуют друг с другом с помощью стека протоколов TCP/IP. Серия протоколов TCP/IP - яркий пример открытой системы в том смысле, что, в отличие от протоколов, используемых в коммуникационных системах разных поставщиков, все спецификации этого стека протоколов и многие из его реализаций

     2

     общедоступны (предоставляются бесплатно или  за символическую цену). Это позволяет  любому разработчику создавать свое программное обеспечение, необходимое для взаимодействия по Internet. TCP/IP привлекает своей масштабируемостью, предоставляя одинаковые возможности глобальным и локальным сетям. По мере совершенствования средств вычислительной техники появились сети передачи и обработки данных сначала с использованием типовых каналов и трактов телефонных и телеграфных сетей, а затем с помощью специализированных сетей передачи данных. Первая попытка создания сети с пакетной коммутацией была сделана в Национальной физической лаборатории в Великобритании в 1966 г., а в 1968 г. в США была начата разработка сети с пакетной коммутацией Arpanet, ставшей предтечей Internet.

     Работа  над созданием технологии internet была начата в DARPA в середине 70-х годов. А в 1977-1979 гг. архитектура и протоколы TCP/IP приобрели современный вид. К этому времени агентство DARPA уже стало одним из лидеров в исследовании и разработке сетей с коммутацией пакетов и реализовало немало новых идей в этой области в своей сети ARPANET. Бурное развитие разнообразных сетевых технологий, в том числе беспроводных радиосетей и спутниковых каналов связи, стимулировало активность DARPA в исследовании проблем межсетевого взаимодействия и реализации принципов internet в ARPANET. Начало 80-х гг. - время зарождения реальной сети Internet. В эти годы DARPA инициировало перевод машин, подсоединенных к его исследовательским сетям, на использование стека TCP/IP. ARPANET стала магистральной сетью Internet и активно использовалась для многочисленных экспериментов с TCP/IP. Окончательный переход к технологии internet произошел в январе 1983 г. В это же время сеть ARPANET была разбита на две независимые части. Одна из них предназначалась для исследовательских целей, и за ней было оставлено название ARPANET; вторая, несколько большая по масштабу сеть MILNET, должна была отвечать за военные коммуникации. Сетевые коммуникации становятся критически важной составляющей научных исследований. Осознав этот факт, National Science Foundation приняла активное участие в расширении Internet с целью сделать стек TCP/IP доступным максимальному числу исследовательских организаций. С

1985 г. NSF реализовывала  программу создания сетей вокруг  шести своих суперкомпьютерных  центров. В 1986 г. была создана  магистральная сеть NSFNET, которая  в конце концов, объединила все эти центры и связала их с ARPANET.

     К началу 90-х гг. Internet объединяла уже  сотни отдельных сетей в США  и Европе. К мировой Сети помимо научных институтов и 

3

университетов стали подключаться компьютерные компании и большие корпорации нефтяной, автомобильной и электронной индустрии, а также телефонные компании. Кроме того, многие организации использовали TCP/IP для создания своих корпоративных сетей, которые не являются компонентами большой Internet. В наши же дни Internet проникает буквально во все сферы человеческой жизни, и сейчас уже всерьез говорят о влиянии мировой сети на наше мировоззрение и мировосприятие.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4

II. Понятие компьютерных сетей

2.1. Многотерминальные системы — прообраз сети

       Терминалы, выйдя за пределы вычислительного центра, рассредоточились по всему предприятию. Многотерминальный режим использовался не только в системах разделения времени, но и в системах пакетной обработки. При этом не только оператор, но и все пользователи получали возможность формировать свои задания и управлять их выполнением со своего терминала. Такие операционные системы получили название систем удаленного ввода заданий.

         Терминальные комплексы могли  располагаться на большом расстоянии  от процессорных стоек, соединяясь с ними с помощью различных глобальных связей — модемных соединений телефонных сетей или выделенных каналов. Для поддержки удаленной работы терминалов в операционных системах появились специальные программные модули, реализующие различные (в то время, как правило, нестандартные) протоколы связи. Такие вычислительные системы с удаленными терминалами сохраняя централизованный характер обработки данных, в какой-то степени являлись прообразом современных компьютерных сетей (рис. 3), а соответствующее системное программное обеспечение — прообразом сетевых операционных систем.

Рис. 3.  Многотерминальная система — прообраз вычислительной сети. 

5

      Многотерминальные централизованные системы уже имели все внешние признаки локальных вычислительных сетей, однако по существу ими не являлись, так как сохраняли сущность централизованной обработки данных автономно работающего компьютера.

        Действительно, рядовой пользователь  работу за терминалом мэйнфрейма воспринимал примерно так же, как сейчас воспринимает работу за подключенным к сети персональным компьютером. Пользователь мог получить доступ к общим файлам и периферийным устройствам, при этом у него создавалась полная иллюзия единоличного владения компьютером, так как он мог запустить нужную ему программу в любой момент и почти сразу же получить результат. (Некоторые далекие от вычислительной техники пользователи даже были уверены, что все вычисления выполняются внутри их дисплея.)

2.2Два корня сетей передачи данных

 История любой  отрасли науки или техники  позволяет не только удовлетворить  естественное любопытство, но  и глубже понять сущность основных  достижений в этой отрасли,  а также выявить тенденции и правильно оценить перспективность тех или иных направлений развития.

         Сети передачи данных, называемые также вычислительными или компьютерными сетями, являются результатом эволюции двух важнейших научно-технических отраслей современной цивилизации — компьютерных и телекоммуникационных технологий (рис. 1.):

1. С одной стороны, сети передачи данных представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем, в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме.
2. С другой стороны, компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

 
 

6

3.  
   Рис. 1.  Эволюция компьютерных сетей на стыке вычислительной техники и телекоммуникационных технологий.

Итак,

• компьютерная сеть — это набор компьютеров, связанных коммуникационной системой и снабженных соответствующим программным обеспечением, которое предоставляет пользователям сети доступ к ресурсам этого набора компьютеров;
• сеть могут образовывать компьютеры разных типов — небольшие микропроцессоры, рабочие станции, мини-компьютеры, персональные компьютеры или суперкомпьютеры;
• передачу сообщений между любой парой компьютеров сети обеспечивает коммуникационная система, которая может включать кабели, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы и другие устройства;
• компьютерная сеть позволяет пользователю работать со своим компьютером, как с автономным, и добавляет к этому возможность доступа к информационным и аппаратным ресурсам других компьютеров сети.

 
 
 
 
 

7

III. Виды сетей

Структура действующих  сетей и характер предоставляемых ими услуг зависят от их назначения, определенного владельцами информационных центров и хостовых систем. Можно предложить следующую классификацию типов владельцев сетей и сетевых ресурсов.

• Вид 1. Сети передачи данных общего пользования (иначе - ⌠общественные или ⌠Public сети). Эти сети обычно имеют собственные мощные хостовые системы для предоставления клиентам сети базовых услуг, включающих электронную почту, базы данных, пересылку файлов и телеконференции, а также шлюзы, обеспечивающие "выход" в другие сети.
• Вид 2. Информационные центры широкого использования. К сетям подключено много ресурсов, которые не принадлежат администрациям сетей, но предназначены для массового использования. Например, в сетях широко представлены различные базы данных, принадлежащие организациям, производящим или перепродающим информацию. Такие организации имеют с администрациями сетей договоры, регламентирующие финансовые и другие условия доступа абонентов сетей к интересующей их информации. Технически базы данных этого типа иногда размещаются на хост-компьютерах, принадлежащих администрациям сетей передачи данных, однако чаще владельцы баз данных устанавливают собственные хост-системы и подключают их по протоколу Х.25 (по выделенным линиям) к сетям.
• Вид 3. Региональные сети передачи данных. Вследствие организационных или экономических причин развитие сетей передачи данных на местах часто имеет характер создания региональных сетей, например, областной или краевой сети. Логически региональные сети могут строиться как подсети больших (федеральных) сетей общего пользования с единым адресным пространством и управлением из единого центра управления сетью. Однако администрация региональной сети может самостоятельно решать все вопросы эксплуатации сети на своей территории, включая определение цен на телекоммуникационные услуги. Экономическая целесообразность создания региональной сети заключается в том, что большой объем информации замыкается внутри

8

региона, достигая 70% от всей циркулирующей в региональной сети информации. Очевидно, что весь доход от предоставления услуг по внутрирегиональной коммуникации остается у региональной сети. При этом все вопросы межрегионального, а также зарубежного обмена данными остаются за администрацией федеральной сети, что существенно упрощает взаимодействие региона с внешним миром.