Классификация сетей по среде передачи данных

В современных сетях в качестве такой среды чаще всего используются различные виды кабелей и радиосвязь в различных диапазонах.

 

В локальных сетях широкое распространение получила именно кабельная связь. Кабель представляет собой проводник, помещенный в изолирующие материалы. Наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель и оптико-волоконные линии.

 

Рассмотрим типы наиболее распространенных кабельных соединений.

 

Витая пара – это наиболее распространенное и дешевое кабельное соединение, представляющее собой пару скрученных проводов. Она обеспечивает достаточную скорость передачи данных (до 100 Мбит/с), проста в монтаже и нетребовательна в эксплуатации. Монтаж сети на витой паре ведется только по звездообразной топологии. Единственным недостатком применения этого вида

кабеля является небольшая длина луча «звезды» (до 100 м), что необходимо учитывать при построении сетей в многоэтажных зданиях, а также в больших офисах.

 

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи данных по коаксиальному кабелю от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с.

 

Коаксиальный кабель используется для передачи информации в широкополосном диапазоне частот. Примером коаксиального кабеля является Ethernet-кабель с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют также толстый Ethernet. Вследствие помехозащищенности он является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Средняя скорость передачи данных 10 Мбит/с. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet – около 3000 м.

 

Более дешевым, чем Ethernet-кабель, является соединение Cheapernet-кабель, или, как его называют, тонкий Ethernet. Скорость передачи данных в сетях с этим кабелем составляет 10 Мбит/с. Вычислительные сети на этом кабеле имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Дополнительное экранирование не требуется. Расстояние между рабочими станциями может составлять максимум 300 м. Общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеле составляет около 1000 м.

 

Коаксиальный кабель в настоящее время применяется довольно редко из-за крайне малых для современных сетей скоростей передачи данных, а также трудоемкого монтажа самого кабеля.

 

Оптико-волоконные линии (стекловолоконный кабель) являются наиболее дорогими. Скорость распространения информации по ним достигает 100 Гбит/с (на экспериментальных образцах оборудования – до 15,5 Тбит/с на расстояние 7000 км.). Допустимое расстояние между компьютерами – более 50 км. Внешнее воздействие помех на передачу информации практически отсутствует.

 

Такие сети применяются при передаче информации на большие расстояния без повторителей. Оптико-волоконные линии обладают противоподслушивающими свойствами. Поскольку оптическое волокно является исключительно дорогим решением по стоимости как оборудования, так и монтажа, оно применяется довольно редко, только при большой удаленности абонентов сети друг от друга либо в местах большой загрузки сети.

 

В радиосетях в качестве среды передачи данных используется радиосигнал. Такое решение применимо в местах, где прокладка кабельных каналов невозможна или нецелесообразна.

 

Спецификации беспроводных сетевых коммуникаций 802.11а и 802.11b были ратифицированы в 1999 г. Стандарт 802.11a предусматривает использование полосы частот 5,15 – 5,825 GHz и скорость передачи данных до 54 Mbps. Устройство имеет максимально допустимую мощность излучаемого сигнала (в США) и при стандартной эксплуатации обеспечивает одновременную работу с 8 абонентами. Актуальный на момент написания курса стнадрарт 802.11n предполагает увеличение скорости передачи данных до 600 Мбит/с, работу в двух диапазонах 2,4-2,5 или 5 ГГц, обратная совместимость с 802.11a/b/g.

 

Стек протоколов TCP/IP

 

Стек TCP/IP был разработан по инициативе Министерства обороны США более 30 лет назад для связи экспериментальной сети ARPAnet с другими сетями как набор общих протоколов для разнородной вычислительной среды. Большой вклад в развитие стека TCP/IP, который получил свое название по популярным протоколам IP и TCP, внес университет Беркли, реализовав протоколы стека в своей версии ОС UNIX. Популярность этой операционной системы привела к широкому распространению протоколов TCP, IP и других протоколов стека. Сегодня этот стек используется для связи компьютеров всемирной информационной сети Internet, а также в огромном числе корпоративных сетей.

 

Стек TCP/IP на нижнем уровне поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровней: для локальных сетей – это Ethernet, Token Ring, FDDI, для глобальных – протоколы работы на аналоговых коммутируемых и выделенных линиях SLIP, РРР, протоколы территориальных сетей Х.25 и ISDN.

 

Ответ5 (начало). В техническом понимании TCP/IP – это не один сетевой протокол, а два протокола, лежащих на разных уровнях. Протокол TCP – протокол транспортного уровня. Он управляет тем, как происходит передача информации. Протокол IP – адресный. Он принадлежит сетевому уровню и определяет, куда происходит передача.

 

Определение 66. Протокол TCP. Согласно протоколу TCP, отправляемые данные «нарезаются» на небольшие пакеты, после чего каждый пакет маркируется таким образом, чтобы в нем были данные, необходимые для правильной сборки документа на компьютере получателя.

 

Для понимания сути протокола TCP можно представить игру в шахматы по переписке, когда двое участников разыгрывают одновременно десяток партий. Каждый ход записывается на отдельной открытке с указанием номера партии и номера хода. В этом случае между двумя партнерами через один и тот же почтовый канал работает как бы десяток соединений (по одному на партию).

Два компьютера, связанные между собой одним физическим соединением, могут точно так же поддерживать одновременно несколько ТСР-соединений. Когда мы работаем в Интернете, то по одной-единственной телефонной линии можем одновременно принимать документы из Америки, Австралии и Европы. Пакеты каждого из документов поступают порознь, с разделением во времени, и по мере поступления собираются в разные документы.

 

Определение 67. Протокол IP. Интернет состоит из многих тысяч корпоративных, научных, правительственных и домашних сетей. Объединение сетей разной архитектуры и топологии стало возможно благодаря протоколу IP (англ. Internet Protocol) и принципу маршрутизации пакетов данных. У каждого участника Всемирной сети должен быть свой уникальный адрес (IP -адрес). Этот адрес выражается четырьмя байтами, например: 195.38.46.11. Т.к. один байт содержит до 256 различных значений, то теоретически с помощью четырех байтов можно выразить более четырех миллиардов уникальных IP -адресов (256⁴ за вычетом некоторого количества адресов, используемых в качестве служебных). На практике – количество возможных адресов составляет порядка двух миллиардов, но и это по современным меркам достаточно большая величина.

 

Структура IР-адреса организована так, что каждый компьютер, через который проходит какой-либо TСР-пакет, может по этим четырем числам определить, кому из ближайших «соседей» надо переслать пакет, чтобы он оказался «ближе» к получателю. В результате ряда перебросок TСР-пакет достигает адресата.

 

Оцениваются условия связи и пропускная способность линии. Два компьютера, находящиеся на разных континентах, но связанные высокопроизводительной линией космической связи, считаются более «близкими» друг к другу, чем два компьютера из соседних поселков, связанные простым телефоннымпроводом. Решением вопросов, что считать «ближе», а что «дальше», занимаются специальные средства – маршрутизаторы – специализированные компьютеры (аппаратные маршрутизаторы) или специальные программы (программные маршрутизаторы), занимающиеся сортировкой и перенаправлением пакетов данных, исходя из IP-адресов получателей этих пакетов.

 

Интернет и интранет

 

Определение 68. Интернет – всемирная система объединённых компьютерных сетей, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. Интернет образует глобальное информационное пространство, служит физической основой для Всемирной паутины и иных систем передачи данных. Часто упоминается как Всемирная сеть и Глобальная сеть

Когда слово Интернет употребляется в обиходе, то чаще всего имеется в виду Всемирную паутину и доступную через неё информацию, а не саму физическую сеть. Всемирная паутина (англ. World Wide Web) – глобальное информационное пространство, основанное на физической инфраструктуре Интернета и протоколе передачи данных HTTP. Часто, говоря об Интернете, имеют в виду именно Всемирную паутину. Для обозначения Всемирной паутины также используют слово веб (англ. web) и аббревиатуру «WWW».

 

Интернет – это не совокупность прямых соединений между компьютерами. Так, например, если два компьютера, находящиеся на разных континентах, обмениваются данными в Интернете, это совсем не значит, что между ними действует одно прямое или виртуальное соединение. Данные, которые они посылают друг другу, разбиваются на пакеты, и даже в одном сеансе связи разные пакеты одного сообщения могут пройти разными маршрутами. Какими бы маршрутами ни двигались пакеты данных, они все равно достигнут пункта назначения и будут собраны вместе в цельный документ. При этом данные, отправленные позже, могут приходить раньше, но это не помешает правильно собрать документ, поскольку каждый пакет имеет свою маркировку.

 

Таким образом, Интернет представляет собой как бы «пространство», внутри которого осуществляется непрерывная циркуляция данных. В этом смысле его можно сравнить с теле- и радиоэфиром, хотя есть очевидная разница хотя бы в том, что в эфире никакая информация храниться не может, а в Интернете она перемещается между компьютерами, составляющими узлы сети, и какое-то время хранится на их жестких дисках.

 

Определение 69. Интранет. Применение Internet- и WWW-технологий в корпоративной сети, изолированной от Internet, называется Intranet-технологией. Intranet-сети, получающие все более широкое распространение, состоят из внутрикорпоративных Web-серверов, доступ персонала к которым организован через ЛВС или глобальные сети.

 

Как правило, информация внутри отдельной организации распределена по множеству компьютеров и хранится в виде разнообразных файлов, отчетов и сообщений электронной почты. Как правило, способ доступа ко всей информации не организован. Поэтому многие организации создают intranet-сети с внутренними Web-серверами, чтобы облегчить своим сотрудникам доступ к разнообразной информации. Благодаря связям с корпоративными базами данных, файл-серверами и хранилищами документов Web-серверы предоставляют сотрудникам компании самые различные виды информации через единый интерфейс – хорошо знакомый Web-браузер. Несколько начальных страниц служат гипертекстовыми связями со всеми видами документов и данных.

 

При работе в корпоративной сети прежде всего необходимо знать имя файла, содержащего необходимую информацию. Для опытных в обращении с компьютерами сотрудников поиск и совместное использование файлов в сети становится чем-то вроде второй профессии, но даже для них задача оказывается трудновыполнимой, если кто-то переименует файл, изменит его содержимое или переместит в другое место. Для неискушенных же пользователей попытки найти такую "потерянную" информацию вызывают раздражение и чаще всего оканчиваются неудачей.

 

Что бы их устроило на самом деле – это страничка текста на экране, описывающая, что делается в системе, и подсказывающая в процессе перемещения из одного пункта сети в другой местонахождение и содержимое файлов. Именно такой текстовый путеводитель, показывающий, как организованы данные, и предоставляет intranet-приложение. Если на экране появилась ссылка на интересующий информационный объект, чтобы добраться до него, достаточно щелкнуть кнопкой мыши.

 

"Меня убедил опыт собственной компании, – говорит Билл Гейтс. – В Microsoft мы опубликовали в своей сети intranet тысячи документов для использования внутри корпорации. Я с удивлением обнаружил, что с вводом у нас сети intranet число обращений к данным возросло в несколько раз.Это весьма примечательный факт, если учесть, что и раньше ко многим из таких файлов добраться было нетрудно, а пользующиеся ими сотрудники неплохо владеют компьютером и весьма заинтересованы в изучении хранящейся в них информации". Это свидетельство особенно показательно, так как именно Microsoft выпускает и рекламирует пакет коллективной работы Exchange как средство публикации общедоступной информации через систему папок.

 

С точки зрения менеджера, по мнению того же Билла Гейтса, наиболее привлекательным моментом концепции Intranet является то, что для ее организации не требуется затрачивать больших усилий или вкладывать значительные денежные средства. Предприятия, обладающие связанными в IP-сеть компьютерами, практически подготовлены к ее внедрению. Единственное, на что следует потратиться, это нанять специалиста, который составит описательные гипертекстовые страницы и разработает систему ссылок.