Компьютерные сети

Общеизвестный Интернет – лишь одна из существующих сетей. Сейчас на нашей планете функционирует около 130 млн. компьютеров, не считая прочей электроники – и подавляющее большинство этих устройств как-либо связано сетями разных типов. Кроме глобальных, активно используются локальные сети – в офисах компаний, на промышленных объектах, в многоквартирных жилых домах и т.д. Любая компьютерная сеть представляет собой некоторое количество вычислительных устройств, находящихся в разных местах и связанных между собой линиями для передачи информации. Комбинации и характеристики сетей могут быть разными, но функционально они схожи: обеспечивают возможность совместного использования чего-либо – программного обеспечения (ПО), различного оборудования, информации.

Уже сейчас компьютерные сети доминируют как средство связи, претендуя на статус основного инструмента коммуникации. Во всемирном масштабе наблюдается тенденция к созданию и расширению сетевых связей – к этому подталкивает необходимость ускорения передачи информации, обработки больших объемов данных, оперативных контактов между удаленными пользователями. Осложняет обмен сведениями быстро растущий их объем (электронное письмо переслать гораздо быстрее, чем видеозапись) и проблемы совместимости ПО разных производителей.

Достоинства компьютерных сетей

Объединение компьютеризированных рабочих мест в локальную сеть позволяет значительно эффективнее пользоваться периферийными устройствами – модемами, принтерами, внешними базами данных и т.д. – каждому из подключенных абонентов. Разделение данных – это возможность оперативного доступа удаленных и периферийных сотрудников.

Если в сети есть устройства с резервами ресурсов, т.е. недозагруженные, их разделение предоставит дополнительные вычислительные мощности остальным участникам сети, причем это будет не бесконтрольное поглощение, а управляемое процессором каждой рабочей станции. Для одновременного использования ПО централизованного типа актуален многопользовательский режим — востребованную программу устанавливают на сервере и открывают доступ к ней.

Подробнее о разновидностях сетей

Есть общий принцип: компьютер-сервер и обращающиеся к нему за услугами клиенты. Через сеть запросы от клиентов поступают и обрабатываются, в ответ сервер запускает нужные программы, по мере выполнения задач переходит к следующим запросам. Соответственно, все сетевое ПО также дифференцируется на серверное и клиентское — ориентированное либо на предоставление услуг, либо на отправку запросов серверу и получение ответов. Но принятая сейчас классификация — территориальная. Так, локальной сетью считается компоновка электронных устройств и линий связи на дистанциях до 10 км (такие обычно обустраиваются в отдельных организациях), региональной — в пределах административного района или одного города, глобальной — сеть на сравнительно большой территории, охватывающей какое-нибудь государство целиком (или группу стран).
Простейшая локальная сеть — это пара компьютеров на линии. В роли общего канала передачи данных служит один кабель, по которому компьютеры связываются, обмениваются и вместе используют информацию. Физическое местонахождение всех устройств и магистралей в одной сети называется архитектурой — в ней также описывается тип кабелей и адаптеров, методы обмена данными. В локальных сетях участники обычно равноправны, но может использоваться выделенный сервер.
Если каждый компьютер одновременно является и сервером, и клиентом, то при большом количестве участников производительность низкая. Зато все пользователи сами определяют, какие сведения делать общедоступными у себя, а какие — нет. Если для высокой производительности выделен сервер — то он используется исключительно в этом качестве, что способствует оптимизации обработки запросов и защите сведений. Для совмещения возможностей сети с сервером и без него создают комбинированные варианты архитектуры.

Сетевой «ЯЗЫК»

Для взаимодействия электронных устройств требуется единообразное представление данных — общий стандарт. Такой «язык» был разработан в 1984 г., он и сейчас является базовым для локальных сетей. Эта модель взаимодействия изначально создана для открытых систем, она так и называется: Open System Interconnection (OSI).
В OSI есть 7 уровней управления: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский и прикладной. На физическом определяется топология сети и оперативность обмена данными, выполняется управление каналом — соединение, разрыв связи.
В локальных сетях сведения передаются пакетами, при каждом пакете есть адрес назначения и источника, средства нахождения ошибок. На канальном уровне управления передаваемые данные контролируются, обрамляются вспомогательными символами. Маршрут их передачи определяется уже на следующем уровне, сетевом. Название намекает и на маршрутизацию между сетями, а не только отдельными компьютерами, хотя обработка ошибок на этом уровне тоже выполняется. Для быстрого и точного определения адресов, по которым следует отправлять разные пакеты, используются специальные приборы — маршрутизаторы, с таблицами маршрутов. Внутри сетей есть адреса узлов; каждый маршрут содержит адрес следующего маршрутизатора, стоимость передачи сведений, адрес конечной сети.
Транспортный уровень связывает средства формирования данных и средства их передачи, на нижних и верхних уровнях управления; на этом уровне уточняются адреса пакетов, мультиплексируются сообщения (для отправки по разным линиям одновременно). Соответственно, на сеансовом уровне идет управление сеансами связи (время, режимы, синхронизация, восстановление соединений), на представительском — представлением информации в нужной форме, на прикладном — обслуживающим файлы ПО.