Сети информационного обмена

Компьютерная сеть - это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Витая пара представляет собой два изолированных проводника, скрученных вместе. Эта пара может быть окружена экраном, оболочкой, дополнительной изоляцией или другими витыми парами. Витая пара характеризуется относительно низкой стоимостью и возможностью легкого наращивания. К недостаткам следует отнести низкую скорость передачи данных и малую помехозащищенность.

Коаксиальный кабель - это тип электрического кабеля, в котором центральный провод, окруженный изоляцией, окружен, в свою очередь, плетеным металлическим экраном. Коаксиальный кабель характеризуется более высокой по сравнению с витой парой скоростью передачи данных.

Использование оптоволоконного кабеля обеспечивает передачу данных с высокой скоростью и практически без помех. Среда для передачи данных состоит из стеклянных волокон. Светоизлучающие диоды передают свет через волокно к детектору, который преобразует свет обратно в электрические сигналы.

Локальная сеть - это совокупность компьютеров, кабелей, сетевых адаптеров, работающих под управлением сетевой операционной системы и прикладного программного обеспечения.

Самая простая сеть (network) состоит как минимум из двух компьютеров, соединенных друг с другом кабелем. Это позволяет им использовать данные совместно. Все сети (независимо от сложности) базируются именно на этом простом принципе.

Так локальные сети были созданы с целью совместного использования вычислительных ресурсов (программ, данных, дисковой памяти, периферийных устройств). До их появления каждый пользователь должен был иметь свой принтер, плоттер и другие периферийные устройства. Для того чтобы совместно использовать эти устройства существовал единственный способ - пересесть за компьютер, подключенный к этому устройству. Появление сети позволило целому ряду пользователей одновременно “владеть” данными и периферийными устройствами. Так, например, если нескольким пользователям надо распечатать документ, все они могут обратиться к сетевому принтеру.

Локальные сети обслуживают пользователей, находящихся на расстоянии друг от друга в пределах десятков и сотен метров (максимум несколько километров) и число этих пользователей обычно не превышает несколько тысяч человек.

В локальную сеть могут входить разнообразные и независимые устройства. При этом низкая стоимость передачи данных по сравнению со стоимостью подключаемых устройств обуславливает одно из преимуществ локальной сети. Так как длина линии передачи данных в локальной сети невелика, то в них используются простые методы модуляции, а передаваемая информация лишена ошибок и искажений ввиду того, что в локальной сети практически нет помех. Простота изменения конфигурации сети и среды передачи обеспечивают дополнительные удобства ее использования.

Основой объединения компьютеров в региональные сети стала необходимость решения крупных задач в масштабах одного или нескольких городов и даже стран. Такие сети обладают возможностью передавать более широкий информационный спектр, не только данные, но и осуществлять аудио и видеообмен.

Глобальные вычислительные сети охватывают целые области, страны и континенты. Они предоставляют пользователям не только возможность передачи любой информации, но и доступ к удаленным ресурсам (файлам, прикладным программам и вычислительным мощностям на других компьютерах) в реальном режиме времени. Примерами глобальных сетей является сеть Internet, а также государственные и частные каналы передачи данных и национальные телефонные сети.

Каналами передачи данных в региональных и глобальных сетях служат оптоволоконные, спутниковые, телефонные и прочие линии связи. Они связывают в единую систему множество компьютеров (как изолированных, так и в составе локальных сетей) с различными операционными системами, прикладными программами и аппаратными средствами.

В настоящее время созданы беспроводные сети, которые используют лучи или радиоволны для передачи сетевых сигналов между компьютерами. Одним из таких устройств является модем (модулятор-демодулятор) - устройство, которое позволяет обмениваться информацией между компьютерами через аналоговые каналы (телефонные станции и сети). Принцип работы модема следующий: цифровая информация передатчика (компьютера) модулируется им в виде тональных посылок в звуковом диапазоне частот для передачи по низкочастотной аналоговой телефонной сети. При получении таких сигналов он вновь преобразует (демодулирует) их в цифровые значения, которые воспринимаются компьютером. 

При организации работы сети обычно выделяют специалиста, называемого сетевым администратором или супервизором, который отвечает за эффективность работы сети, ее исправность, права доступа пользователей и др. Кроме того, требует решения вопрос о защите информации. Для этого обычно бывают необходимы устройства дополнительного питания компьютеров на случай пропадания напряжения, дополнительный компьютер на случай поломки сервера или другого компьютера, обеспечение копирования и архивирования данных на устройствах большой емкости, установление прав доступа для каждого пользователя, чтобы минимизировать нежелательный доступ к данным в сети.

Наряду с объединением компьютеров в сети существует и объединение различных сетей между собой. Для соединения между собой различных сетей используются мосты, маршрутизаторы и шлюзы.

Мост - это прибор (специализированный компьютер), позволяющий связывать между собой устройства в различных сетях. Мосты могут соединять две или более сети и обеспечивать альтернативные маршруты между сетями в случае выхода из строя тех или иных сетевых звеньев. Подключение к мостам происходит через порты. Мосты не зависят от типа протокола, но определяются используемым оборудованием. (Протокол - это набор правил для связи между компьютерами, которые управляют форматом, временными интервалами, последовательностью работы и контролем ошибок). Мосты могут соединять сети с различными протоколами и разными типами оборудования. Мост следует отличать от шлюза и маршрутизатора. Маршрутизаторы соединяют сети с одинаковыми протоколами, но разными типами сетевого оборудования. Шлюзы соединяют сети с разными протоколами, преобразуя проходящие через них сигналы. Роль машрутизаторов и шлюзов могут исполнять персональные компьютеры, но лучше их исполняют специальные компьютеры - без мониторов и устройств ввода.