Порівняльні характеристики локальних і глобальних мереж

 

Локальні мережі (LAN) об’єднують комп’ютери, розміщені на невеликій території і забезпечують користувачам доступ до розподілених ресурсів, розміщених на інших компютерах. Глобальні мережі передачі даних (WAN) призначені для забезпечення засобами зв’язку різноманітного абонентського обладнання, в тому числі і LAN, розміщеного на великій території.

При побудові LAN одночасно створюють структуровану кабельну систему, тоді як при побудові WAN часто використовують вже існуючі лінії зв’язку, в т.ч. телефонні і телеграфні.

В локальних системах для вирівнювання пульсації трафіку та збільшення продуктивності мережі використовують комутацію пакетів. В глобальних мережах для забезпечення надійного зв’язку використовують індивідуальні виділені канали, комутовані канали, комутацію повідомлень і комутацію пакетів.

Невеликі віддалі і висока якість кабельних ліній зв’язку дозволяють LAN передавати дані без використання апаратури передавання даних. Мережеві адаптери локальних систем згідно з протоколом базової технології передають у фізичне середовище закодовану послідовність прямокутних імпульсів.

Великі відстані і ненадійні лінії зв’язку обумовили використання в глобальних мережах спеціальної АПД та складних методів передачі даних. Глобальні мережі використовують різноманітні методи модуляції електричних сигналів, які передаються в лінії зв’язку, їх синхронізацію та багатократне відновлення якості. Методи передавання даних, які застосовують в WAN, повинні забезпечити високу надійність передачі, тому вони передбачають складний багатократний контроль достовірності передачі кадрів і повторну передачу спотворенних кадрів. Низька якість ліній зв’язку обумовила також використання низьких по відношенню до LAN швидкостей передавання даних і невисоке число послуг, що надаються користувачеві.

Проте, поява останнім часом сучасних технологій, таких як Frame Relay, SMDS, ATM, які використовують дейтаграмний спосіб передавання даних по цифрових високошвидкісних каналах зв’язку на основі волокнисто-оптичних кабелів, дозволила глобальним мережам досягнути високої швидкості передавання даних (до 622 Мбіт/сек) при високій надійності з гарантією якості обслуговування.

Міські мережі передавання даних появилися порівняно недавно. Основне їх призначення - забезпечення зв’язком абонентів, розташованих у великих містах (мегаполісах). MAN займають проміжне місце між WAN і LAN і взяли все краще від них. Вони використовують сучасні цифрові лінії звязку, в тому числі і оптоволоконні, об’єднують різні LAN в масштабах міста і забезпечують їм вихід в глобальні мережі. Ці мережі одночасно з передачею даних забезпечують також проведення відео конференцій та інтегральну передачу голосу і тексту. По надійності, швидкості передачі даних і набору послуг вони наближаються до LAN. Використовують обумовленні високою надійністю їх ліній зв’язку нові методи та засоби передачі даних.

На сучасному етапі побудови мереж передавання даних на прикладі міських мереж передавання даних прослідковується тенденція зближення локальних і глобальних мереж.

 

Відомчі мережі передавання даних

 

В залежності від масштабу відомства (організації, фірми, корпорації), мережі передавання даних, які йому належать, поділяються на мережі відділів, мережі кампусів (міжбудинкові мережі) та корпоративні мережі.

Мережі відділів будуються, як правило, на базі однієї з базових технологій, містять невелике число комп’ютерів (до 50) і розміщенні в границях одного будинку. Метою побудови таких мереж є забезпечення колективного доступу до дорогих розподілених ресурсів (прикладних програм, баз даних, периферійного обладнання). Вони, як правило не діляться на підмережі і не вимагають для свого обслуговування високоваліфікованого адміністратора. Фізичним середовищем таких мереж є, здебільшого, кабелі на основі скручених пар і коаксиальний кабель.

Мережі кампусів складаються з окремих підмереж і охоплюють декілька будинків, розміщених на площі в декілька квадратних кілометрів. Для них характерна неоднорідність апаратного і програмного забезпечення. Окремі підмережі можуть будуватися на базі різних мережевих технологій. Основна мета побудови мережі кампусів – доступ до відомчої бази даних. Для з’єднання підмереж між собою використовують повторювачі, концентратори, комутатори, шлюзи та маршрутизатори. Фізичне середовище мережі кампусів – це кабелі на основі скручених пар, коаксиальний і оптоволоконний кабель, на якому будують магістральні лінії зв’язку.

Корпоративні мережі охоплюють всі підрозділи організації (корпорації, фірми), які розміщені на великій території (місто, держава, континент). До їх складу можуть входити декілька LAN і WAN, які використовують різноманітні лінії зв’язку, в т.ч. телефонні канали, радіо і супутниковий зв’язок. Вони можуть використовувати складне комунікаційне обладнання і багатофункціональну апаратуру передавання даних.

На рис. 2.4 приведений приклад побудови корпоративної мережі. На цій схемі підмережі трьох відділів побудовані на основі базових технологій Ethernet, Fast Ethernet та FDDI і під’єднані через відповідні комутатори до розподіленої магістралі FDDI, побудованої за стандартом PMD на базі багатомодового волоконно-оптичного кабелю. Мережа кампусу складається з підмереж будинків, з’єднаних магістраллю FDDI, побудованою згідно стандарту SMF-PMD на базі одномодового волоконно-оптичного кабелю максимальною довжиною до 60 км. Зв’язок з локальною мережею філії, яка може бути віддаленою на декілька тисяч кілометрів, здійснений з допомогою глобальної мережі Х.25, до якої мережа кампусу і мережа філії під’єднані з допомогою маршрутизаторів. Порти маршрутизаторів, які під’єднані до WAN, повинні містити апаратуру передавання даних і підтримувати протоколи технології Х.25, а порти, підє’єднані до LAN - протоколи цих технологій.

Для корпоративних мереж є характерними використання тисяч PC, сотень серверів, різноманітних операційних систем і пакетів прикладних програм, великих об’ємів даних, які зберігаються у спільній базі даних.

Приведена структура корпоративної мережі відноситься да класу інтернет-мереж (об’єднаних, великих) мереж, до складу яких входять різнорідні, побудовані за різними технологіями глобальні і локальні мережі. Принципи побудови та роботи об’єднаних мереж будуть розглянуті нижче.

ЛОКАЛЬНІ МЕРЕЖІ

 

Локальна мережа передавання даних (LAN)- це мережа з’єднаних між собою з допомогою спеціального технічного і програмне забезпечення комп’ютерів, розташованих на невеликій території. Метою створення LAN є доступ до розміщених на інших комп’ютерах мережі розподілених ресурсів: інформаційних, програмних та технічних.

LAN будується за певними мережевими технологіями – наборами стандартних протоколів (правил) і використовують конкретні програмні і апаратні засоби, які реалізують ці протоколи.

Основними компонентами локальної мережі є комп’ютери, мережеві адаптери та фізичне середовище, яке з’єднує комп’ютери між собою. В локальних мережах використовуються комп’ютери двох типів:

1. Рядовий комп’ютер (клієнт) – це робоча станція, яка через мережу отримує доступ до розподілених ресурсів і призначена для розв’язування прикладних задач користувача.

2. Центральний комп’ютер (сервер) – це потужний комп’ютер, який містить розподілені ресурси, доступні до інших комп’ютерів (клієнтів).

Комп’ютери під’єднуються до мережі за допомогою спеціальних апаратних засобів, які називаються мережевими адаптерами (мережевими картами). Мережеві адаптери разом із спеціальними програмами – драйверами перетворюють повідомлення комп’ютерів у послідовність електричних сигналів, які поступають у фізичне середовище (кабелі), що з’єднують комп’ютери між собою.

Фізичне середовище призначене для передачі електричних сигналів між комп’ютерами, розміщеними на певній віддалі один від одного. Для зв’язку комп’ютерів між собою в локальних мережах найчастіше використовують кабелі на основі скручених пар, волоконно-оптичні та коаксиальні кабелі.

В залежності від того, який тип комп’ютерів містить мережа, розрізняють два типи локальних мереж:

1. Однорангові мережі (мережа типу “клієнт-клієнт”);

2. Мережі з центральним комп’ютером (мережа типу “клієнт - сервер”).

 

Однорангові локальні мережі

 

Структура мережі типу “клієнт - клієнт” приведена на рис. 5.1.

 

Як видно з приведеного рисунка, однорангова мережа містить під’єднані до фізичного середовища з допомогою мережевих адаптерів (МА) робочі станції (РС), на яких розміщені розподілені ресурси мережі. В такій мережі кожний комп’ютер виконує функції як клієнта, так і сервера. Тобто, він може виконувати задачі користувача і надавати іншим комп’ютерам ті ресурси, які він містить.

На приведеному рисунку показані під’єднані до робочих станцій накопичувач на магнітному диску (НМД), скануючий пристрій (СП) і друкуючий пристрій (ДП).

Однорангові локальні мережі мають наступні переваги:

1. Відрізняються простою структурою.

2. Прості в розгортанні та налаштовуванні.

3. Недорогі в експлуатації.

4. Стійкі до відмов.

До недоліків мереж такого типу можна віднести:

1. Невисока безпека даних.

2. Складна архівація інформації, яка знаходиться на багатьох комп’ютерах.

3. Ускладнений пошук потрібної інформації.

4. Складне адміністрування мережі.

5. Ускладнене нарощування мережі.

Проте цей тип мережі знайшов широке розповсюдження і може бути досить ефективним при невеликому числі комп’ютерів (до 10 робочих станцій).