Что это такое - сетевая технология? Зачем она нужна? Для чего используется? Ответы на эти, а также на ряд других вопросов и будут даны в рамках данной статьи.
Несколько важных параметров
- Скорость передачи данных. От этой характеристики зависит, какое же количество информации (измеряется в большинстве случаев в битах) может быть передано через сеть за определённый промежуток времени.
- Формат кадров. Информация, которая передаётся через сеть, объединяется в пакеты информации. Они и называются кадрами.
- Тип кодирования сигналов. В данном случае решается, как же зашифровать информацию в электрических импульсах.
- Среда передачи. Такое обозначение используется для материала, как правило, это кабель, по которому и осуществляется проход потока информации, что в последующем и выводится на экраны мониторов.
- Топология сети. Это схематическое построение конструкции, по которой осуществляется передача информации. Используются, как правило, шина, звезда и кольцо.
- Метод доступа.
Набор всех этих параметров и определяет сетевую технологию, чем она является, какие приспособления использует и характеристики имеет. Как можете догадаться, их существует великое множество.
Общая информация
Но что же собой представляет сетевая технология? Ведь определение этому понятию так и не было дано! Итак, сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и программно-аппаратных средств, которые их реализовывают в объеме, достаточном для построения локальной вычислительной сети. Это определяет, как же будет получен доступ к среде передачи данных. В качестве альтернативы можно ещё встретить название «базовые технологии». Рассмотреть их все в рамках статьи не представляется возможным из-за большого количества, поэтому внимание будет уделено самым популярным: Ethernet, Token-Ring, ArcNet и FDDI. Что же они собой представляют?
Ethernet
На данный момент это самая популярная во всём мире сетевая технология. Если подведёт кабель, то вероятность того, что используется именно она, близка к ста процентам. Ethernet можно смело зачислять в наилучшие сетевые информационные технологии, что обусловлено низкой стоимостью, большой скоростью и качеством связи. Наиболее известным является тип IEEE802.3/Ethernet. Но на его основе было разработано два очень интересных варианта. Первый (IEEE802.3u/Fast Ethernet) позволяет обеспечить скорость передачи в 100 Мбит/секунду. У этого варианта существует три модификации. Разнятся они между собой по использованному материалу для кабеля, длине активного сегмента и конкретным рамкам диапазона передачи. Но колебания происходят в стиле «плюс-минус 100 Мбит/секунду». Другой вариант - это IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. У него передающая способность равна 1000 Мбит/с. У этой вариации существует четыре модификации.
Token-Ring
Сетевые информационные технологии данного типа используются для создания разделяемой среды передачи данных, которая в конечном итоге образуется как объединение всех узлов в одно кольцо. Строится данная технология на звездно-кольцевой топологии. Первая идёт как основная, а вторая - дополнительная. Чтобы получить доступ к сети, применяется маркерный метод. Максимальная длина кольца может составлять 4 тысячи метров, а количество узлов - 260 штук. Скорость передачи данных при этом не превышает 16 Мбит/секунду.
ArcNet
Этот вариант использует топологию «шина» и «пассивная звезда». При этом он может строиться на неэкранированной витой паре и оптоволоконном кабеле. ArcNet - это настоящий старожил в мире сетевых технологий. Длина сети может достигать 6000 метров, а максимальное количество абонентов - 255. При этом следует отметить основной недостаток этого подхода - его низкую скорость передачи данных, которая составляет только 2,5 Мбита/секунду. Но эта сетевая технология всё ещё широко используется. Это происходит благодаря ее высокой надежности, низкой стоимости адаптеров и гибкости. Сети и сетевые технологии, построенные по другим принципам, возможно, и обладают более высокими показателями скорости, но именно из-за того, что ArcNet обеспечивает высокую доходимость данных, это позволяет нам не скидывать её со счетов. Важным преимуществом данного варианта является то, что используется метод доступа посредством передачи полномочий.
FDDI
Сетевые компьютерные технологии данного вида являются стандартизированными спецификациями архитектуры высокоскоростной передачи данных, использующей оптоволоконные линии. На FDDI значительным образом повлияли ArcNet и Token-Ring. Поэтому эту сетевую технологию можно рассматривать как усовершенствованный механизм передачи данных на основании имеющихся наработок. Кольцо этой сети может достигать в длину сто километров. Несмотря на значительное расстояние, максимальное количество абонентов, которые могут подключиться к ней, составляет только 500 узлов. Следует отметить, что FDDI считается высоконадежной благодаря наличию основного и резервного путей передачи данных. Добавляет ей популярность и возможность быстро передавать данные - примерно 100 Мбит/секунду.
Технический аспект
Рассмотрев, что собой представляют основы сетевых технологий, что используются, сейчас давайте уделим внимание тому, как же всё устроено. Первоначально следует отметить, что рассмотренные ранее варианты - это исключительно локальные средства соединения электронно-вычислительных машин. Но есть и глобальные сети. Всего их в мире около двух сотен. Как же работают современные сетевые технологии? Для этого давайте рассмотрим действующий принцип построения. Итак, есть ЭВМ, которые объединены в одну сеть. Условно они делятся на абонентские (основные) и вспомогательные. Первые занимаются всеми информационно-вычислительными работами. От них же зависит то, каковы будут ресурсы сети. Вспомогательные занимаются преобразованием информации и её передачей по каналам связи. Из-за того что им приходится обрабатывать значительное количество данных, серверы могут похвастаться повышенной мощностью. Но конечным получателем любой информации всё же являются обычные хост-ЭВМ, которые чаще всего представлены персональными компьютерами. Сетевые информационные технологии могут использовать такие типы серверов:
- Сетевой. Занимается передачей информации.
- Терминальный. Обеспечивает функционирование многопользовательской системы.
- Баз данных. Занимается обработкой запросов к БД в многопользовательских системах.
Сети коммутации каналов
Они создаются благодаря физическому соединению клиентов на то время, когда будут передаваться сообщения. Как это выглядит на практике? В таких случаях для отправки и получения информации от точки А до точки Б создаётся прямое соединение. Оно включает в себя каналы одного из множества (как правило) вариантов доставки сообщения. И созданное соединение для успешной передачи должно быть неизменным в течение всего сеанса. Но в таком случае проявляются довольно сильные недостатки. Так, приходится относительно долго ожидать соединения. Это сопровождается высокой стоимостью передачи данных и низким коэффициентом использования канала. Поэтому использование сетевых технологий данного типа не распространено.
Сети коммутации сообщений
В этом случае вся информация передаётся небольшими порциями. Прямое соединение в таких случаях не устанавливается. Передача данных осуществляется по первому же свободному из доступных каналов. И так до тех пор, пока сообщение не будет передано своему адресату. Сервера при этом постоянно занимаются приёмом информации, её сбором, проверкой и установлением маршрута. И в последующем сообщение передаётся далее. Из преимуществ необходимо отметить низкую цену передачи. Но в таком случае всё ещё существуют такие проблемы, как низкая скорость и невозможность осуществления диалога между ЭВМ в режиме реального времени.
Сети коммутации пакетов
Это самый совершенный и популярный на сегодняшний день способ. Развитие сетевых технологий привело к тому, что сейчас обмен информацией осуществляется посредством коротких пакетов информации фиксированной структуры. Что же они собой представляют? Пакеты - это части сообщений, что удовлетворяют определённому стандарту. Небольшая их длина позволяет предотвратить блокировку сети. Благодаря этому уменьшается очередь в узлах коммутации. Осуществляется быстрое соединение, поддерживается невысокий уровень ошибок, а также достигнуты значительные высоты в плане увеличения надежности и эффективности сети. Следует отметить и то, что существуют различные конфигурации этого подхода к построению. Так, если сеть обеспечивает коммутацию сообщений, пакетов и каналов, то она называется интегральной, то есть можно провести её декомпозицию. Часть ресурсов при этом может использоваться монопольно. Так, некоторые каналы могут применяться для того, чтобы передавать прямые сообщения. Они создаются на время передачи данных между разными сетями. Когда сеанс отправки информации заканчивается, то они распадаются на независимые магистральные каналы. При использовании пакетной технологии важным является настройка и согласование большого количества клиентов, линий связи, серверов и целого ряда иных устройств. В этом помогает установление правил, которые известны как протоколы. Они являются частью используемой сетевой операционной системы и реализуются на аппаратном и программном уровнях.
Сеть позволяет двум и более компьютерам связываться друг с другом, совместно использовать файлы и принтеры, обмениваться данными и работать с общим подключением к Интернету. В крупных компаниях сети существуют уже несколько десятилетий, повсеместно встречаются в мелких организациях, а в последнее время домашние сети тоже стали вполне распространенным явлением. Построение домашней сети обойдется недорого и не требует сложной настройки. В наше время домов с несколькими компьютерами становится все больше, и сети часто используются для организации совместных широкополосных подключений к Интернету — например, по линии DSL или кабельному модему.
Даже простая сеть обладает многими полезными возможностями:
Совместный доступ к файлам — документы и даже некоторые приложения, хранящиеся на одном компьютере, могут быть доступны для других компьютеров сети (так, словно они находятся на жестком диске удаленного компьютера).
Синхронизация файлов — файлы могут автоматически синхронизироваться между несколькими компьютерами (например, между настольным и портативным компьютером). Пользователь отключает портативный компьютер от сети (скажем, для поездки в командировку) и работает на нем с файлами. После возвращения портативный компьютер снова подключается к сети, а файлы автоматически копируются на настольный компьютер для продолжения работы.
Совместный доступ к устройствам — принтер, подключенный к одному компьютеру, может использоваться другими компьютерами сети. То же относится к сканерам, устройствам резервного копирования и устройствам высокоскоростного доступа к Интернету (например, DSL и кабельные модемы).
Сетевые игры — вы можете играть в сетевые игры с другими пользователями вашей локальной сети и даже Интернета. В конце концов, воевать со своими знакомыми интереснее, чем с компьютерными персонажами.
Обмен информацией и совместная работа — отправка и получение электронной почты, моментальная организация чатов и даже видеоконференций с участниками с разных концов страны. Windows Vista включает ряд новых функций совместной работы, в том числе возможность проведения «живых» презентаций по сети.
Работа в Web — используя Internet Explorer или другой браузер по своему усмотрению, пользователь может получить информацию с другого континента так же легко, как из другой комнаты того же здания.
Совместная работа с данными — сетевое подключение позволяет двум и более пользователям одновременно обращаться к одной базе данных. Например, такая возможность может пригодиться для получения истории болезни пациентов, параллельной разработки приложений в коллективах программистов или отслеживания счетов и расходов в домашнем хозяйстве.
Администрирование — сеть упрощает решение задач по сопровождению и диагностике компьютеров. При помощи Удаленного рабочего стола (или его аналога от стороннего производителя) можно управлять удаленным компьютером точно так же, как если бы вы сидели прямо перед ним. Вместо того чтобы тратить несколько часов на телефонные переговоры и помогать в решении проблемы с компьютером, исправьте все сами за считанные минуты.
Возможность выполнения всех перечисленных функций зависит только от установленного программного обеспечения и скорости канала связи. Так как Windows обычно содержит встроенную поддержку сетей и набор приложений, обеспечивающих все перечисленные функции, от вас потребуется лишь правильно настроить их. Необходимо учитывать, что подключение компьютера к сети существенно повышает его уязвимость для хакеров и вирусов.
Чтобы разобраться во всех программах и оборудовании, используемых при построении сетей, очень важно знать сетевую терминологию. Далее перечислены основные термины, встречающиеся при обсуждении сетевых технологий:
Домен — сеть, использующая модель «клиент/сервер». В рамках этой модели один или несколько серверов предоставляют сети централизованные ресурсы: общий доступ к файлам, использование принтеров или электронной почты. Клиенты подключаются к серверам, чтобы получить доступ к сети. Домены обычно применяются в крупных организациях; локальные сети, находящиеся в разных географических местах, могут быть подключены к одному домену. Не путайте сетевые домены с доменными именами Интернета (sura.ru).
Брандмауэр (firewall ) — уровень зашиты, разрешающий или запрещающий пересылку данных по сети на основании заданного набора правил. Брандмауэры используются для ограничения несанкционированного доступа со стороны злоумышленников, блокировки «черных ходов», открываемых вирусами и другими вредоносными программами, и подавления лишнего трафика за счет блокировки некоторых типов сетевых приложений. В Windows существует встроенный брандмауэр.
Шлюз (gateway ) — устройство, связывающее две сети с разными протоколами (или две сети IP). Например, шлюз может соединять локальную проводную или беспроводную сеть с Интернетом. Шлюзы часто встраиваются в маршрутизаторы, чтобы домашние PC могли взаимодействовать друг с другом и подключаться к Интернету.
Концентраторы и коммутаторы — сетевые устройства, к которым подключаются несколько каналов Ethernet (подключаемые устройства называются узлами). Отличия между концентратором и коммутатором сводятся к производительности (и цене). Коммутатор способен одновременно обслуживать несколько полноценных широкополосных подключений, а более дешевые концентраторы распределяют ресурсы канала (например, если каждое из трех параллельных подключений использует одну треть пропускной способности канала).
Точка доступа — общедоступные беспроводные сети работают во многих кафе, библиотеках, аэропортах и других общественных местах. Любой желающий может подключиться к такой сети по Wi-Fi для получения доступа к Интернету. Одни точки доступа работают бесплатно, другие должны оплачиваться. В некоторых городах целые районы превращены в огромные точки доступа, к которым может подключаться любой желающий, причем нередко бесплатно.
IP -адрес — числовой код из четырех байт (например, 207.46.230.218), идентифицирующий компьютер или устройство в сетях TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Два компьютера в одной сети не могут обладать одинаковыми IP-адресами, но один компьютер может иметь несколько IP-адресов (например, шлюзовой сервер имеет два адреса - по одному для каждой из объединяемых сетей). Большинство компонентов адреса принимает значения от 0 до 255, что дает примерно 2564, или 4,3 миллиарда возможных комбинаций. Преобразование адресов между сетями осуществляется механизмом NAT (Network Address Translation). В частности, преобразование адресов приносит пользу при подключении защищенной брандмауэром локальной сети к Интернету (так, преобразование адресов дает возможность веб-серверам возвращать ответы нужному компьютеру сети, даже если весь Интернет-трафик проходит через один кабельный или DSL-модем).
В Интернете специально выделенные компьютеры, называемые серверами имен , преобразуют символьные имена хостов вида www.microsoft.com в соответствующие им IP-адреса. За дополнительной информацией обращайтесь к разделам «Настройка протокола IP для Windows» и «NSLookup».
Четырехбайтовая адресация используется в действующей версии сетевого протокола, называемой IPv4. Однако Windows также поддерживает новую версию IPv6, которая значительно расширяет диапазон доступных IP-адресов, а также обладает новыми функциями безопасности и QoS (Quality of Service). Адреса IPv6 имеют вид fe80::28ff:b329:f8b3:a44e. Протокол IPv6 обычно встречается в сетях крупных организаций, но не в малых или домашних сетях.
локальная сеть — обычно этим термином обозначается сеть, расположенная в пределах одной комнаты или здания. Также встречается сокращение LAN (Local Area Network).
Одноранговая сеть — сеть, в которой центральные серверы отсутствуют, а компьютеры непосредственно взаимодействуют друг с другом и обмениваются ресурсами. К категории одноранговых относятся домашние сети и многие сети малых предприятий. В более крупных сетях вместо одноранговой модели чаще используется модель с централизованными серверами. Термином «одноранговые сети» также иногда обозначаются приложения, напрямую связывающие компьютеры по Интернету или сети для обмена файлами (например, BitTorrent).
Протокол — «язык», на котором ваш компьютер общается с другими компьютерами сети. Семейство протоколов TCP/IP — фактический стандарт для локальных и глобальных сетей, и его поддержка необходима для подключения к Интернету.
TCP/IP — сокращенное обозначение семейства протоколов, включающего протоколы TCP (Transmission Control Protocol), IP (Internet Protocol), UDP (User Datagram Protocol) и ICMP (Internet Control Message Protocol). TCP/IP необходим для подключения к Интернету и является стандартным протоколом в большинстве современных локальных сетей.
Маршрутизатор (router ) — устройство, обеспечивающее внутри- и межсетевую передачу пакетов данных, а также маршрутизацию пакетов к месту назначения. В частности, маршрутизатор анализирует пакеты данных в сети, определяет место назначения и отправляет их. В Интернете маршрутизаторы обычно пересылают пакеты данных другим маршрутизаторам, которые пересылают их третьим, и т. д., пока пакет не достигнет места назначения. Маршрутизаторы часто путают с коммутаторами. Коммутатор представляет собой пассивное устройство, объединяющее другие устройства для формирования сети, а маршрутизатор занимается активным перенаправлением пакетов.
Сервер — компьютер сети, обеспечивающий выполнение некоторой функции (доступ к электронной почте, хранение и предоставление файлов, управление базой данных и т. д.). Серверы обычно используются в корпоративных, но не в домашних сетях.
Топология — физическое строение сети.
VPN (Virtual Private Network ) виртуальная сеть, обеспечивающая защищенную пересылку шифрованных данных в Интернете. Компании часто используют VPN, чтобы их работники могли подключаться к корпоративной сети из дома или во время поездки. Подключение осуществляется по Интернету, но все данные шифруются и передаются по виртуальному «туннелю», что обеспечивает конфиденциальность и защиту трафика. Windows содержит встроенные средства для создания подключений VPN. За подробностями обращайтесь к разделу «Установка подключения или сети».
Глобальная сеть — сеть из компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга. Примером глобальной сети служит Интернет. На домашнем маршрутизаторе несколько портов обычно используются для подключения компьютеров к домашней сети, а один порт с пометкой WAN связывает домашнюю сеть с Интернетом.
Рабочая группа — группа компьютеров, объединенных в одноранговую сеть с совместным доступом к ресурсам (таким, как принтеры и файлы). Рабочие группы часто путают с сетью. Одна сеть может содержать несколько рабочих групп, в нее можно включать новые рабочие группы и удалять их. При настройке сети Windows автоматически создает рабочую группу и присваивает ей имя. Тем не менее вы можете переименовать эту группу и добавить в сеть новые группы. Windows позволяет легко сменить рабочую группу, к которой принадлежит ваш компьютер. За подробностями обращайтесь к разделу «Изменение рабочей группы или домена».
Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств (например, сетевых адаптеров, драйверов, кабелей и разъемов), достаточный для построения вычислительной сети. Эпитет «достаточный» подчеркивает то обстоятельство, что этот набор представляет собой минимальный набор средств, с помощью которых можно построить работоспособную сеть. Возможно, эту сеть можно улучшить, например, за счет выделения в ней подсетей, что сразу потребует кроме протоколов стандарта Ethernet применения протокола IP, а также специальных коммуникационных устройств - маршрутизаторов. Улучшенная сеть будет, скорее всего, более надежной и быстродействующей, но за счет надстроек над средствами технологии Ethernet, которая составила базис сети.
Термин «сетевая технология» чаще всего используется в описанном выше узком смысле, но иногда применяется и его расширенное толкование как любого набора средств и правил для построения сети, например, «технология сквозной маршрутизации», «технология создания защищенного канала», «технология IP-сетей».
Протоколы, на основе которых строится сеть определенной технологии (в узком смысле), специально разрабатывались для совместной работы, поэтому от разработчика сети не требуется дополнительных усилий по организации их взаимодействия. Иногда сетевые технологии называют базовыми технологиями , имея в виду то, что на их основе строится базис любой сети. Примерами базовых сетевых технологий могут служить наряду с Ethernet такие известные технологии локальных сетей как, Token Ring и FDDI, или же технологии территориальных сетей Х.25 и frame relay. Для получения работоспособной сети в этом случае достаточно приобрести программные и аппаратные средства, относящиеся к одной базовой технологии - сетевые адаптеры с драйверами, концентраторы, коммутаторы, кабельную систему и т. п., - и соединить их в соответствии с требованиями стандарта на данную технологию.
Создание стандартных технологий локальных сетей
В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры. Эти массовые продукты явились идеальными элементами для построения сетей - с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой - явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей мини-компьютеры и мэйнфреймы.
Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet, стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных систем, например, NetWare. После этого сеть начинала работать и присоединение каждого нового компьютера не вызывало никаких проблем - естественно, если на нем был установлен сетевой адаптер той же технологии.
Локальные сети в сравнении с глобальными сетями внесли много нового в способы организации работы пользователей. Доступ к разделяемым ресурсам стал гораздо удобнее - пользователь мог просто просматривать списки имеющихся ресурсов, а не запоминать их идентификаторы или имена. После соединения с удаленным ресурсом можно было работать с ним с помощью уже знакомых пользователю по работе с локальными ресурсами команд. Последствием и одновременно движущей силой такого прогресса стало появление огромного числа непрофессиональных пользователей, которым совершенно не нужно было изучать специальные (и достаточно сложные) команды для сетевой работы. А возможность реализовать все эти удобства разработчики локальных сетей получили в результате появления качественных кабельных линий связи, на которых даже сетевые адаптеры первого поколения обеспечивали скорость передачи данных до 10 Мбит/с.
Конечно, о таких скоростях разработчики глобальных сетей не могли даже мечтать - им приходилось пользоваться теми каналами связи, которые были в наличии, так как прокладка новых кабельных систем для вычислительных сетей протяженностью в тысячи километров потребовала бы колоссальных капитальных вложений. А «под рукой» были только телефонные каналы связи, плохо приспособленные для высокоскоростной передачи дискретных данных - скорость в 1200 бит/с была для них хорошим достижением. Поэтому экономное расходование пропускной способности каналов связи часто являлось основным критерием эффективности методов передачи данных в глобальных сетях. В этих условиях различные процедуры прозрачного доступа к удаленным ресурсам, стандартные для локальных сетей, для глобальных сетей долго оставались непозволительной роскошью.
Современные тенденции
Сегодня вычислительные сети продолжают развиваться, причем достаточно быстро. Разрыв между локальными и глобальными сетями постоянно сокращается во многом из-за появления высокоскоростных территориальных каналов связи, не уступающих по качеству кабельным системам локальных сетей. В глобальных сетях появляются службы доступа к ресурсам, такие же удобные и прозрачные, как и службы локальных сетей. Подобные примеры в большом количестве демонстрирует самая популярная глобальная сеть - Internet.
Изменяются и локальные сети. Вместо соединяющего компьютеры пассивного кабеля в них в большом количестве появилось разнообразное коммуникационное оборудование - коммутаторы, маршрутизаторы, шлюзы. Благодаря такому оборудованию появилась возможность построения больших корпоративных сетей, насчитывающих тысячи компьютеров и имеющих сложную структуру. Возродился интерес к крупным компьютерам - в основном из-за того, что после спада эйфории по поводу легкости работы с персональными компьютерами выяснилось, что системы, состоящие из сотен серверов, обслуживать сложнее, чем несколько больших компьютеров. Поэтому на новом витке эволюционной спирали мэйнфреймы стали возвращаться в корпоративные вычислительные системы, но уже как полноправные сетевые узлы, поддерживающие Ethernet или Token Ring, а также стек протоколов TCP/IP, ставший благодаря Internet сетевым стандартом де-факто.
Проявилась еще одна очень важная тенденция, затрагивающая в равной степени как локальные, так и глобальные сети. В них стала обрабатываться несвойственная ранее вычислительным сетям информация - голос, видеоизображения, рисунки. Это потребовало внесения изменений в работу протоколов, сетевых операционных систем и коммуникационного оборудования. Сложность передачи такой мультимедийной информации по сети связана с ее чувствительностью к задержкам при передаче пакетов данных - задержки обычно приводят к искажению такой информации в конечных узлах сети. Так как традиционные службы вычислительных сетей - такие как передача файлов или электронная почта - создают малочувствительный к задержкам трафик и все элементы сетей разрабатывались в расчете на него, то появление трафика реального времени привело к большим проблемам.
Сегодня эти проблемы решаются различными способами, в том числе и с помощью специально рассчитанной на передачу различных типов трафика технологии АТМ, Однако, несмотря на значительные усилия, предпринимаемые в этом направлении, до приемлемого решения проблемы пока далеко, и в этой области предстоит еще много сделать, чтобы достичь заветной цели - слияния технологий не только локальных и глобальных сетей, но и технологий любых информационных сетей - вычислительных, телефонных, телевизионных и т. п. Хотя сегодня эта идея многим кажется утопией, серьезные специалисты считают, что предпосылки для такого синтеза уже существуют, и их мнения расходятся только в оценке примерных сроков такого объединения - называются сроки от 10 до 25 лет. Причем считается, что основой для объединения послужит технология коммутации пакетов, применяемая сегодня в вычислительных сетях, а не технология коммутации каналов, используемая в телефонии, что, наверно, должно повысить интерес к сетям этого типа.
Компьютерная сеть – это объединение нескольких компьютеров для совместного решения информационных и вычислительных задач.
Ключевое понятие сетевых технологий – сетевой ресурс, под которым можно понимать аппаратные и программные компоненты, участвующие в процессе совместного использования – в процессе сетевого взаимодействия. Доступ к сетевым ресурсам обеспечивают сетевые службы (сетевые сервисы)
К базовым понятиям сетевых технологиям можно отнести такие понятия, как сервер, клиент, канал связи, протокол и многие другие. Однако понятие сетевого ресурса и сетевой службы (сервиса) являются основополагающими, так как необходимость организации работы на основе совместного использования компьютерных ресурсов, а значит, создание сетевых ресурсов и соответствующих сетевых служб, является первопричиной создания и самих компьютерных сетей.
Выделяют пять видов сетевых служб : файловая, печати, сообщений, баз данных приложений.
Файловая служба — реализует централизованное хранение и совместное использование файлов. Это одна из важнейших сетевых служб, она предполагает наличие некоторого сетевого хранилища файлов (файловый сервер локальной сети, ftp-сервер или др.), а также использование различных механизмов обеспечения безопасности (разграничение доступа, контроль версий файлов, резервирование информации).
Служба печати — обеспечивает возможности централизованного использования принтеров и иных печатающих устройств. Эта служба принимает задания на печать, управляет очередью заданий, организует взаимодействие пользователей с сетевыми принтерами. Технология сетевой печати очень удобна в самых разнообразных компьютерных сетях, так как дает возможность уменьшить количество требуемых принтеров, что в итоге позволяет снизить затраты или использовать более качественное оборудование.
Служба сообщений — позволяет организовать информационный обмен между пользователями компьютерной сети. В качестве сообщений в данном случае следует рассматривать как текстовые сообщения (электронная почта, сообщения сетевых мессенджеров), так и медиасообщения различных систем голосовой и видеосвязи.
Служба баз данных — предназначена для организации централизованного хранения, поиска обработки и обеспечения защиты данных различных информационных систем. В отличие от простого хранения и совместного использования файлов, служба баз данных обеспечивает и управление, что включает в себя создание, изменение, удаление данных, обеспечения их целостности и защиты.
Служба приложений — обеспечивает способ работы, при котором приложение запускается на компьютере пользователя не из локального источника, а из компьютерной сети. Такие приложения могут использовать ресурсы сервера для хранения данных и вычислений. Преимуществом использования сетевых приложений является возможность их использования из любой точки подключения к компьютерной сети без необходимости установки приложения на локальный компьютер, возможность совместной работы нескольких пользователей, «прозрачное» обновление программного обеспечения, возможность использования коммерческого ПО на основе подписки.
Службы приложений являются наиболее новыми и активно развивающимся видом сетевых служб. Хорошим примером здесь могут служить офисные сетевые приложения онлайн-сервисов Google Drive и Microsoft Office 365.
Сетевые технологии
Сетевая технология - это согласованный набор стандартных протоколов и реализующих их программно-аппаратных средств, достаточный для построения вычислительных сетей.
Протокол - ϶ᴛᴏ набор правил и соглашений, определяющий каким образом в сети устройства обмениваются данными.
Сегодня доминируют следующие сетевые технологии: Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM.
Технология Ethernet
Технология Ethernet создана фирмой XEROX в 1973 году. Основной принцип, положенный в основу Ethernet - случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных (метод множественного доступа).
Логическая топология сети Ethernet всегда шинная, в связи с этим данные передаются на все узлы сети. Каждый узел видит каждую передачу и отличает предназначенные ему данные по адресу своего сетевого адаптера. В каждый момент времени только один узел может осуществить успешную передачу, в связи с этим между узлами должно существовать некое соглашение, как им вместе пользоваться одним кабелем, чтобы не мешать друг к другу. Такое соглашение и определяет стандарт Ethernet.
По мере роста загрузки сети все больше возникает крайне важно сть передавать данные в одно и то же время. Когда такое случается, то две передачи входят в конфликт, заполняя шину информационным мусором. Такое поведение известно под термином ʼʼколлизияʼʼ, то есть возникновение конфликта.
Каждая передающая система, обнаружив коллизию, немедленно прекращает посылать данные, и предпринимаются действия, чтобы исправить эту ситуацию.
Хотя большинство коллизий, которые возникают в типичной сети Ethernet, разрешаются в течение микросекунд и их возникновение естественно и ожидаемо, но основной недостаток состоит по сути в том, что чем больше трафик в сети, тем больше коллизий, тем резко падает производительность сети и может наступить коллапс, то есть сеть забита трафиком.
Трафик – поток сообщений в сети передачи данных.
Технология Token Ring
Технология Token Ring была разработана компанией IBM в 1984 году. Технология Token Ring использует совершенно другой метод доступа. Логическая сеть Token Ring имеет кольцевую топологию. Специальное сообщение, известное как маркер (Token) - ϶ᴛᴏ специальный трех байтовый пакет, который постоянно циркулирует по логическому кольцу в одном направлении. Когда маркер проходит через узел, готовый передать данные в сеть, он захватывает маркер, присоединяет к нему данные, предназначенные для передачи, и затем передает сообщение снова в кольцо. Сообщение продолжает свое ʼʼпутешествиеʼʼ по кольцу до тех пор, пока не достигнет места назначения. Пока сообщение не будет принято, ни один узел не сможет пересылать данные. Этот метод доступа известен как передача маркера. Он исключает коллизии и произвольные периоды ожидания как Ethernet.
Технология FDDI
Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface) – оптоволоконный интерфейс распределённых данных - это первая технология локальных сетей, в которой средой передачи данных является оптоволоконный кабель. Технология FDDI во многом основывается на технологии Token Ring, развивая и совершенствуя ее основные идеи. Сеть FDDI строится на базе двух оптоволоконных колец, которые образуют основной и резервный пути передачи данных между узлами сети. Наличие двух колец - ϶ᴛᴏ основной способ повышения отказоустойчивости в сети FDDI и узлы, которые хотят воспользоваться этим повышенным потенциалом надежности должны быть подключены к обоим кольцам.
В нормальном режиме работы сети данные проходят через все узлы и все участки кабеля только первичного кольца, вторичное кольцо в данном режиме не используется. В случае какого- либо вида отказа, когда часть первичного кольца не может передавать данные (к примеру, обрыв кабеля или отказ узла) первичное кольцо объединяется со вторичным, вновь образуя единое кольцо.
Кольца в сетях FDDI рассматриваются как общая среда передачи данных, в связи с этим для нее определен специальный метод доступа очень близкий к методу доступа сетей Token Ring. Отличие состоит по сути в том, что время удержания маркера в сети FDDI не является постоянной величиной, как в Token Ring. Оно зависит от загрузки кольца - при небольшой загрузке оно увеличивается, а при больших перегрузках может уменьшаться до нуля для асинхронного трафика. Важно заметить, что для синхронного трафика время удержания маркера остаётся фиксированной величиной.
Технология АТМ
АТМ (Asynchronous Transfer Mode– асинхронный режим передачи) – самая современная сетевая технология. Она разработана для передачи речи, данных и видео с использованием высокоскоростного, ориентированного на установление соединения протокола с коммутацией ячеек.
В отличие от других технологий трафик АТМ разбивается на 53 - байтовые ячейки (cells). Применение структуры данных предопределенного размера делает сетевой трафик более легко измеряемым количественно, предсказуемым и управляемым. АТМ построена на передаче информации по оптоволоконному кабелю с использованием звездообразной топологии.
Сетевые технологии - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Сетевые технологии" 2017, 2018.
Современные системы передачи информации – это вычислительные сети. Совокупность всех абонентов вычислительной сети называют абонентской сетью. Средства связи и передачи данных образуют сеть передачи данных (рис. 2.1). - оконечное оборудование данных абонентов... .
В настоящее время имеет место широкое появление на отечественном рынке компьютеров и программного обеспечения нейропакетов и нейрокомпьютеров, предназначенных для решения финансовых задач. Те банки и крупные финансовые организации, которые уже используют нейронные... .
В области компьютерных технологий в последние два десяти-летия не было, наверное, более активно развивающеюся направ-ления, чем становление и развитие вычислительных сетей, соста-вивших основу так называемых сетевых технологий. Наблюдав-шийся все эти годы бурный... .
База знаний накапливается в процессе создания и эксплуатации экспертной системы. Особенностью информационной технологии экспертных систем является неотделимость этих двух составляющих. Схема накопления и использования знаний при создании и эксплуатации системы... .
В настоящее время наиболее важным применением компьютеров становится создание сетей, обеспечивающих единое информационное пространство для многих пользователей. Объединение компьютеров в сеть позволяет совместно использовать диски большой емкости, принтеры, основную... .
В составе технологий интеллектуального уровня определенное место занимают аналитические информационные технологии, которые относятся к классу нейронных сетей. В основе нейронных сетей положены алгоритмы, обладающие способностью самообучения на примерах, которые они... .
Нейросетевыми технологиями называют комплекс информационных технологий, основанных на применении искусственных нейронных сетей. Искусственные нейронные сети – это программно или аппаратно реализованные системы, построенные по принципу организации и... .