rețea de calculatoare - un set de calculatoare conectate printr-un sistem de comunicare, și echipat cu software-ul adecvat, care permite utilizatorilor rețelei să acceseze resursele pe un set de calculatoare. calculatoare în rețea pot forma diferite tipuri, care pot fi microprocesoare mici, stații de lucru, minicalculatoare, calculatoare personale, sau supercalculatoare. Sistemul de comunicație poate include cabluri, repetoare, switch-uri, routere și alte dispozitive pentru a asigura transmiterea de mesaje între oricare două computere din rețea. Rețeaua de calculatoare permite utilizatorului să lucreze cu calculatorul, cu atât independent, cât și pentru a adăuga că posibilitatea accesului la resursele informaționale și de hardware ale altor computere din rețea.
Istoria rețelelor de calculatoare
Comunicarea pe distanțe scurte în tehnologia de calculator a existat cu mult înainte de apariția primelor calculatoare personale.
Pentru mai multe calculatoare (sisteme mari), unite printr-o multitudine de terminale (sau „afișaj inteligent“). Cu toate acestea, informații în aceste terminale a fost foarte puțin, practic, ei nu fac nici o prelucrare a informațiilor, iar scopul principal al organizației de comunicare a fost să împartă informații (timp de calculator) un calculator mare puternic și costisitoare între utilizatorii care operează aceste terminale. Aceasta se numește time-sharing, deoarece un calculator secvențial mare în timp o multitudine de sarcini de utilizator rezolvate. În acest caz, realizat prin partajarea resurselor scumpe la - (. Figura 1.1) de calcul.
Figura 1 # 8209; 1 Terminale de conectare la calculatorul central
Acesta a fost apoi creat primele microprocesoare și microcalculatoarelor. Acum puteți plasa computerul pe un tabel pentru fiecare utilizator, ca de calcul, resursele intelectuale a scăzut. Dar toate celelalte resurse erau încă destul de scumpe. Și ce face intelectul goale, fără nici un mijloc de stocare a informațiilor și documentația aferentă? Nu va fi la fel de fiecare dată când porniți alimentarea din nou pentru a obține un program de funcționare sau să-l țină în memoria permanentă malovmestitelnoy. Din nou, a venit în ajutorul mijloacelor de comunicare. Prin combinarea mai multor microcalculatoare, a fost posibil să se organizeze schimbul de periferice pentru computere (discuri magnetice, benzi magnetice, imprimante). Întreaga prelucrare a informațiilor deținute pe site, dar rezultatele au fost transmise resurse centralizate. Aici din nou împărtășită de cel mai prețios lucru există în sistem, ci un mod cu totul nou. Acest mod este denumit modul invers de divizare a timpului (fig. 1.2). Ca și în primul caz, mijloacele de comunicare pentru a reduce costul sistemului informatic în ansamblul său.
Figura 1 # 8209; 2 rețele primele microcalculatoare
Apoi, au existat calculatoare personale, care erau diferite de primele microcalculatoarelor care au un set complet de bine dezvoltat pentru periferice complet autonome de operare: discuri magnetice, imprimante, să nu mai vorbim mai avansate mijloace de interfață cu utilizatorul (monitoare, tastaturi, mouse-uri, etc.) . Periferice a căzut și a devenit prețul este destul de comparabil cu computerul. S-ar părea că ceea ce este acum pentru a conecta calculatoarele personale (Fig. 1.3)? Ceea ce au în comun, atunci când deja toate divizat, și este pe masa pentru fiecare utilizator? Inteligența în loc suficient, periferia prea. Ce poate da rețea în acest caz?
Figura 1 # 8209; 3 Rally pentru rețea PC
Cel mai important lucru - este de partajare încă o dată resursa. Chiar inversa timp divizat, dar la un nivel fundamental diferit. Aici nu este utilizat pentru a reduce costul sistemului, precum și în vederea utilizării mai eficiente a resurselor la dispoziția calculatoarelor. De exemplu, rețeaua reunește cantitatea de discuri de calculatoare, oferind acces la fiecare dintre ele la toate celelalte unități ca propria lor.
Dar cel mai clar manifestat în beneficiile de rețea atunci când toți utilizatorii lucrează în mod activ cu o singură bază de date, solicitând informații de la ea și ținând în ea unul nou (de exemplu, într-o bancă, într-un magazin, un depozit). Nici o dischetă atunci nu se intelege: a avea toată ziua pentru a transfera date de la fiecare computer pe toate celelalte, au un personal de curieri. Și rețeaua este foarte simplu: orice modificări efectuate de date de la orice computer, sunt imediat vizibile și accesibile tuturor. În acest caz, tratamentul special la fața locului nu este de obicei necesară, și, în principiu, am fi putut face cu terminale mai ieftine (înapoi la prima analiză a situației), dar calculatoarele personale sunt o interfață mult mai ușor de utilizat, care facilitează activitatea personalului. Pe lângă posibilitatea de prelucrare la fața locului informații complexe de multe ori se poate reduce în mod semnificativ cantitatea de date transmise.
Figura 1 # 8209; 4 Utilizarea rețelei de calculatoare pentru colaborare
Fără rețea și nu se poate face în cazul în care este necesar să se asigure activitatea coordonată a mai multor calculatoare. Această situație apare adesea atunci când computerele nu sunt utilizate pentru calcul și lucrul cu baze de date, și sarcinile de management, de măsurare, de control, în cazul în care interfețele de calculator cu anumite dispozitive externe (Fig. 1.4). Exemplele includ o varietate de sisteme de proces industriale, precum și unități de cercetare și sistem complex de control. Aici, rețeaua vă permite să sincronizați acțiunea calculatoarelor, paraleliza și, astfel, să accelereze procesarea datelor, adică să se stabilească nu numai resursele periferice, dar, de asemenea, puterea intelectuală.
Este aceste avantaje ale rețelelor locale și de a oferi popularitatea lor și utilizate din ce în ce, în ciuda tuturor inconvenientele asociate cu instalarea și funcționarea acestora.
rețele globale și locale
Pentru clasificarea rețelelor de calculatoare care utilizează semne diferite, dar cea mai mare parte a rețelei este împărțită în tipuri pe o bază teritorială, adică, valoarea teritoriului, care acoperă rețeaua. Și există motive bune ca LAN și WAN diferențele de tehnologie sunt foarte semnificative, în ciuda apropierii lor a continuat.
Pentru LAN - rețele locale (LAN) - includ o rețea de calculatoare, care sunt concentrate într-o zonă mică (de obicei, pe o rază de cel mult 1-2 km). În general, rețeaua locală este un sistem de comunicare care aparține aceleiași organizații. Din cauza distanțelor scurte disponibile în rețelele locale posibilitatea de a folosi un relativ scumpe link-uri de comunicare de înaltă calitate, care permit utilizarea unor tehnici simple de transfer de date pentru a atinge rate ridicate de date de 100 Mbit / s. În acest sens, serviciile oferite de rețelele locale, diferă foarte mult.
Cel mai exact fi definită ca o rețea locală, care permite utilizatorilor să ignore link-uri. Cu toate acestea, se poate spune că rețeaua locală ar trebui să ofere o conexiune transparentă. În conformitate cu transparența în acest caz, se referă la o reală de acces de mare viteză, viteză de schimb de informații între aplicații, practic invizibile pentru utilizator.
Să luăm în considerare principalele diferențe între LAN-uri la nivel mondial mai detaliat. Din moment ce recent, aceste diferențe au devenit mai puțin vizibile, se va presupune că în această secțiune considerăm sfârșitul rețelei anilor 80, atunci când aceste diferențe se manifestă destul de clar, iar tendința modernă de convergență a tehnologiilor LAN și WAN vor fi discutate în secțiunea următoare .
· Complexitatea transferului de metode și echipamente. Fiabilitatea redusă a canalelor fizice în rețelele globale au nevoie de mai complicată decât în LAN-uri, tehnici de transmitere a datelor și a echipamentelor asociate. Pe de altă parte, liniile de comunicații calitative în rețelele locale vor simplifica procedura de transfer de date.
· Viteza schimbului de date. Una dintre principalele diferențe între LAN-uri de la nivel mondial este disponibilitatea canalelor de comunicare de date de mare viteză între calculatoare, care de viteză (viteză medie în prezent considerate rețea având o lățime de bandă de 100 Mbit / s, dezvoltat în mod activ, iar unele dintre care utilizează un mijloc pentru o rată de 1000 Mbit / s și chiar mai mult) comparabilă cu viteza dispozitivelor și componentelor de calculator - discuri, autobuze de comunicare internă etc. în acest fel rețeaua de utilizator conectat la resursa partajată la distanță (de exemplu, un disc .. server), se pare că el profită de acest disc este „lor“. WAN tipic rata mult mai mica de date - 2400,9600,28800,33600 biți / s, 56 și 64 kbit / s, și doar principalele canale - până la 2 Mbit / s.
· Viteza de execuție interogare. Timpul de tranzit prin pachetul WLAN este de obicei câteva milisecunde, timpul de transmitere prin intermediul rețelei globale poate ajunge la câteva secunde. rata mică de date în rețelele globale complică punerea în aplicare a serviciilor pentru modul on-line, care este comun pentru rețelele locale.
· Separare a canalelor. În LAN-urile sunt utilizate canale de comunicare, de obicei, împreună cu mai multe noduri ale rețelei, și WAN - individual.
Formulăm caracteristicile rețelelor locale și globale, după cum urmează:
SetiLocal rețele locale (LAN)
Global setiWide Area Networks (WAN)
Acesta oferă o comunicare transparentă - utilizatorul nu observă resurse în cazul în care se dorește
Gradul de transparență este scăzut.
De multe ori să aloce o altă clasă de rețele de calculatoare - rețele urbane, regionale (MAN, Metropolitan Area Network). care sunt, de obicei, în caracteristicile lor mai aproape de rețele globale, dar, uneori, încă mai au unele dintre caracteristicile rețelelor locale, de exemplu, canalele de comunicare de înaltă calitate și o rată relativ ridicată. În principiu, rețeaua urbană poate fi un local, cu toate avantajele sale.
Cu toate acestea, acum este imposibil să se facă o distincție clară între rețelele locale și globale. Cele mai multe LAN-uri are acces la nivel mondial. Dar natura informațiilor transmise, principiile de organizare a schimbului, moduri de acces la resurse în cadrul rețelei locale, de regulă, sunt foarte diferite de cele adoptate în rețeaua globală. Deși toate computerele de pe LAN, în acest caz, este, de asemenea, inclusă în rețeaua de arie largă, specificitatea rețea locală, care nu se schimba. Abilitatea de a accesa rețeaua globală este doar una dintre resursele partajate de către utilizatorii rețelei locale.
Abonat (nod, stația gazdă), - un dispozitiv conectat la rețea și participă activ la schimbul de informații. În cele mai multe cazuri, un client (asamblare) este o rețea de calculatoare, dar abonatul poate fi, de asemenea, de exemplu, o imprimantă de rețea, sau alt dispozitiv periferic echipat cu capacitatea de a se conecta direct la rețea. Mai mult, în cursul locul termenului „abonat“ pentru simplitate, este utilizat termenul „calculator“.
Chemat de rețea abonat serverul (nod), care oferă resursele sale altor persoane, dar el nu folosește resursele. Astfel, se menține rețeaua. Servere în rețea ar putea fi câteva, și nu este necesar ca serverul - cel mai puternic calculator. Dedicat (dedicat) de server - un server care este angajat doar în sarcinile de rețea. server de nebifat pot efectua, în plus față de serviciile de rețea și alte sarcini. Tipul specific de server - o imprimantă de rețea.
Clientul este un utilizator de rețea care utilizează doar resursele de rețea, dar resursele din rețeaua nu da, care este, rețeaua sa servește, și el folosește numai. Computerul client este, de asemenea, adesea menționată ca o stație de lucru. În principiu, orice computer poate fi atât un client și server.
Sub server și client este adesea înțeleasă ca nu computerele ei înșiși, și funcționează pe ele aplicații software. În acest caz, aplicația care trimite doar o resursă în rețea este un server, iar aplicația care utilizează numai resurse de rețea - client.
Topologia rețelelor de calculatoare
Sub rețea de calculatoare de configurare topologie se referă la un grafic al cărui noduri corespund calculatoarelor din rețea (și, uneori, alte echipamente), iar marginile - relațiile dintre ele.
Luați în considerare unele dintre cele mai comune topologie.
topologie complet conectat (....) Corespunzător la rețeaua în care rețeaua, fiecare calculator este conectat la orice altceva. În ciuda simplității logică, această opțiune este greoaie și ineficientă. Într-adevăr, fiecare calculator din rețea trebuie să aibă un număr mare de porturi de comunicare, suficient pentru a comunica cu fiecare dintre celelalte calculatoare din rețea. linie separată de conexiune electrică trebuie să fie alocat pentru fiecare pereche de calculatoare. Aceasta topologie face extinderea rețelei, și anume, adăugarea de noi noduri, practic, imposibilă. Acest tip de topologie este utilizat în complexe multi-mașină (clustere). Transparența rețelei de cluster atinge maximul, de exemplu, toate unitățile funcționează ca un dyne calculator.
Mesh (mesh), obținute din full-ochiuri prin eliminarea unora dintre conexiunile posibile (Fig. ...). Într-o rețea cu plasă se lega direct numai acele computere, între care există un schimb intens de date, precum și pentru schimbul de date între calculatoare care nu sunt conectate prin comunicare directă cu ajutorul transmisiei de tranzit prin noduri intermediare. Topologia mesh vă permite să selectați o rută pentru furnizarea de informații de la abonat la abonat, ocolind zonele defecte. Pe de o parte, acest lucru crește fiabilitatea rețelei, pe de altă parte - necesită o complicație semnificativă a echipamentelor de rețea, care trebuie să aleagă o rută. Topologia mesh permite conectarea unui număr mare de calculatoare și se caracterizează, de regulă, la rețelele globale.
Următoarele trei topologie cel mai frecvent utilizat este în rețelele locale. Aceste topologii cunoscute sub numele de bază sau tipic.
autobuz comun (autobuz) - toate calculatoarele sunt conectate în paralel cu o singură legătură. Informațiile transmise pe fiecare computer simultan toate celelalte computere (fig. ...). Informațiile transmise pot fi distribuite la ambele părți. Utilizarea unui autobuz comun reduce costurile de cablare, unifică conectarea diferitelor module, permite circulația aproape instantanee de difuzare la toate stațiile din rețea. Astfel, principalele avantaje ale acestui sistem sunt simplitatea și ieftinătate cablului spațiilor de cabluri.
Cel mai grav autobuz comun dezavantaj este fiabilitatea scăzută: orice defect de cablu sau la oricare dintre numeroasele conectori paraliza complet întreaga rețea. (S-ar părea că, dacă pauze de cablu obține două pneuri destul de eficiente. Cu toate acestea, trebuie să avem în vedere faptul că, datorită naturii de propagare a semnalelor electrice pe liniile lungi de comunicare necesare pentru a asigura includerea pe capetele autobuz dispozitive de potrivire speciale, terminatori. Fără includerea semnalului de terminare este reflectată de la capătul liniei și distorsionate, astfel încât comunicarea în rețea devine imposibilă. În cazul în care ruperea sau deteriorarea cablului este link-ul de negociere rupt, și se oprește schimbul chiar între acele computere care s erau conectate între ele.)
Zvezda (stele Vei) - fiecare calculator (abonat periferic) este conectat printr-un cablu separat la un dispozitiv comun - un abonat central (fig ....). Funcțiile centrale de abonat include informațiile transmise de direcția de computer la una sau toate celelalte calculatoare din rețea.
Principalul avantaj al acestei topologii la o magistrală partajată - în mod semnificativ mai mare fiabilitate. Orice probleme cu cablul se aplică numai la computer la care este conectat cablul, și numai din vina abonatului periferic poate dezactiva întreaga rețea. În plus, abonatul periferic poate juca un rol predictiv de informații filtru primite de la nodurile din rețea, și, dacă este necesar, administratorul de bloc de transport interzis.
Dezavantajele o topologie stea include costul mai ridicat al echipamentelor de rețea. În plus, posibilitatea de a mări numărul de noduri din rețea sunt limitate la numărul de porturi de abonat periferice.
Uneori, o rețea cu o topologie de inel este realizată pe baza a două linii circulare paralele care transmit informații în direcții opuse (fig. ....). Scopul acestei decizii - Creșterea (în mod ideal - de două ori) viteza de transmisie a datelor a rețelei. În plus, în caz de deteriorare a unuia dintre cablurile, rețeaua poate funcționa cu alte cabluri (cu toate acestea, limita de viteză este redusă).
arbore de topologie de rețea (copac) - poate fi privit ca o combinație a mai multor stele (Fig .....). abonați central în acest caz, formează o ierarhie. Aceasta topologie este tipic pentru rețelele locale de mari dimensiuni.
În timp ce rețelele mici au de obicei o topologie tipică - stea, inel, sau un autobuz comun, pentru rețele mari sunt caracterizate prin conexiuni arbitrare între calculatoare. În astfel de rețele este posibil să se aloce fragmente arbitrar legate separate (subrețele) având o topologie rețele tipice sunt, prin urmare, numite mixte (sau combinate) topologie.