Компьютерные сети PG12-HV Vladislav Kalatsov

Компьютерные сети
Vladislav Kalatsov
PG12-HV
Компьютерная сеть
Компьютерная сеть (вычислительная сеть, сеть передачи данных) — система
связи компьютеров или компьютерного оборудования (серверы,
маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут
быть использованы различные физические явления, как правило —
различные виды электрических сигналов, световых сигналов или
электромагнитного излучения.
Классификация
По территориальной распространенности
PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для
взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
LAN (Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую
инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может
описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода,
занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже
близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети
являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешен только
ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети
непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
CAN (Campus Area Network — кампусная сеть) — объединяет локальные сети
близко расположенных зданий.
MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между учреждениями в
пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных
вычислительных сетей.
WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие
географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и
прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с
коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать»
между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются
открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.
По типу функционального взаимодействия
Клиент-сервер (англ. Client-server) —
вычислительная или сетевая архитектура, в
которой задания или сетевая нагрузка
распределены между поставщиками услуг
(сервисов), называемыми серверами, и
заказчиками услуг, называемыми клиентами.
Нередко клиенты и серверы взаимодействуют
через компьютерную сеть и могут быть как
различными физическими устройствами, так и
программным обеспечением.
Смешанная топология — топология
преобладающая в крупных сетях с
произвольными связями между компьютерами.
В таких сетях можно выделить отдельные
произвольно связанные фрагменты (подсети),
имеющие типовою топологию, поэтому их
называют сетями со смешанной топологией.
1. Одноранговые - не имеющие выделенного сервера. В которой функции
управления поочередно передаются от одной рабочей станции к другой;
2. Многоранговые - это сеть, в состав которой входят один или несколько
выделенных серверов. Остальные компьютеры такой сети (рабочие станции)
выступают в роли клиентов.
По типу сетевой топологии
Топология типа общая ши́ на, представляет собой
общий кабель (называемый шина или
магистраль), к которому подсоединены все
рабочие станции. На концах кабеля находятся
терминаторы, для предотвращения отражения
сигнала.
Кольцо́ — это топология, в которой каждый
компьютер соединен линиями связи только с двумя
другими: от одного он только получает
информацию, а другому только передает. На каждой
линии связи, как и в случае звезды, работает только
один передатчик и один приемник. Это позволяет
отказаться от применения внешних терминаторов.
Двойное кольцо — это топология, построенная на двух кольцах. Первое
кольцо — основной путь для передачи данных. Второе — резервный путь,
дублирующий основной. При нормальном функционировании первого
кольца, данные передаются только по нему. При его выходе из строя, оно
объединяется со вторым и сеть продолжает функционировать. Данные при
этом по первому кольцу передаются в одном направлении, а по второму в
обратном. Примером может послужить сеть FDDI.
Звезда́ — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры
сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя
физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать
как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило,
«дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный
компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка,
поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило,
именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него
возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети
с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление
полностью централизовано.
Ячеистая топология — базовая полносвязная топология компьютерной сети, в
которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими другими
рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой
отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточным расходом
кабеля. Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с
другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения
между двумя компьютерами.
Получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей.
Эта топология допускает соединение большого количества компьютеров и
характерна, как правило, для крупных сетей.
Решётка — понятие из теории организации компьютерных сетей. Это
топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. При
этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных
узла вдоль этой оси.
Одномерная «решётка» — это цепь, соединяющая два внешних узла
(имеющие лишь одного соседа) через некоторое количество внутренних (у
которых по два соседа — слева и справа). При соединении обоих внешних
узлов получается топология «кольцо». Двух- и трёхмерные решётки
используются в архитектуре суперкомпьютеров.
Сети, основанные на FDDI используют топологию «двойное кольцо», достигая
тем самым высокую надежность и производительность. Многомерная
решётка, соединённая циклически в более чем одном измерении, называется
«тор».
Древовидная топология - сети по сути является топологией ЗВЕЗДА*. Если
представить как растут ветки у дерева то мы получим топологию "Звезда",
изначально топология называлась именно "древовидная", с течением
времени начали в скобках указывать - (звезда). В современной топологии
указывается только "звезда". Долгое время базовой топологией считалась
именно древовидная, но ее постепенно начали заменять. Выбор звезда или
дерево зависит только от личных предпочтений. Различия только в том что в
"древовидной" топологии, как правило,схема более более строгая и
иерархичная в ней легче отслеживать сетевые связи, и эта схема часто
использует элементы "шинной" архитектуры.
Сеть fat tree (утолщенное дерево) — топология компьютерной сети,
изобретенная Charles E. Leiserson из MIT, является дешевой и эффективной для
суперкомпьютеров[1]. В отличие от классической топологии дерево, в которой
все связи между узлами одинаковы, связи в утолщенном дереве становятся
более широкими (толстыми, производительными по пропускной способности)
с каждым уровнем по мере приближения к корню дерева. Часто используют
удвоение пропускной способности на каждом уровне.
Сети с топологией fat tree являются предпочтительными для построения
кластерных межсоединений на основе технологии Infiniband.
По типу среды передачи
Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара,
волоконно-оптический кабель)
Телефонный распределительный провод (ТРП) — двух- или
четырёхжильный телефонный кабель, предназначенный для
стационарной скрытой и открытой абонентской проводки
телефонной или трансляционной распределительной сети
внутри помещений.
Коаксиа́льный ка́бель (от лат. co — совместно и axis — ось,
то есть «соосный»), также известный как коаксиал (от англ.
coaxial), — электрический кабель, состоящий из
расположенных соосно центрального проводника и экрана.
Обычно служит для передачи высокочастотных сигналов.
Изобретён и запатентован в 1880 году британским физиком
Оливером Хевисайдом.
Вита́я па́ра (англ. twisted pair) — вид кабеля связи,
представляет собой одну или несколько пар
изолированных проводников, скрученных между собой (с
небольшим числом витков на единицу длины), покрытых
пластиковой оболочкой.
Опти́ ческое волокно́ — нить из оптически прозрачного
материала (стекло, пластик), используемая для переноса
света внутри себя посредством полного внутреннего
отражения.
Волоконная оптика — раздел прикладной науки и
машиностроения, описывающий такие волокна. Кабели
на базе оптических волокон используются в волоконнооптической связи, позволяющей передавать информацию
на бо́ льшие расстояния с более высокой скоростью
передачи данных, чем в электронных средствах связи.
Беспроводные компьютерные сети — это технология, позволяющая
создавать вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для
обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования
кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях
выступают радиоволны СВЧ-диапазона.