Обладнання для локальних та глобальних мереж

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Особливості локальних, глобальних і міських мереж

До локальних мереж Local Area Networks (LAN) відносять мережі комп'ютерів, зосереджені на невеликій території (звичайно в радіусі не більше за 1-2 км). У загальному випадку локальна мережа являє собою комунікаційну систему, що належить одній організації. Через короткі відстані в локальних мережах є можливість використання відносно дорогих високоякісних ліній зв'язку, які дозволяють, застосовуючи прості методи передачі даних, досягати високих швидкостей обміну даними порядку 100Мбіт/c. У зв'язку з цим послуги, що надаються локальними мережами, відрізняються широкою різноманітністю і звичайно передбачають реалізацію в режимі on-line.

Глобальні мережі Wide Area Networks (WAN) об'єднують комп'ютери, що територіально розосередилися, які можуть знаходитися в різних містах і країнах. Оскільки прокладка високоякісних ліній зв'язку на великі відстані обходиться дуже дорого, в глобальних мережах часто використовуються вже існуючі лінії зв'язку, спочатку призначені зовсім для інших цілей. Наприклад, багато які глобальні мережі будуються на основі телефонних і телеграфних каналів загального призначення. Через низькі швидкості таких ліній зв'язку в глобальних мережах (десятки кілобіт в секунду) набір послуг, що надаються звичайно обмежується передачею файлів, переважно не в оперативному, а в фоновому режимі, з використанням електронної пошти. Для стійкої передачі дискретних даних по неякісних лініях зв'язку застосовуються методи і обладнання, істотно відмінні від методів і обладнання, характерних для локальних мереж. Як правило, тут застосовуються складні процедури контролю і відновлення даних, оскільки найбільш типовий режим передачі даних по територіальному каналу зв'язку пов'язаний зі значними спотвореннями сигналів.

Міські мережі (або мережі мегаполісів) Metropolitan Area Networks (MAN) є менш поширеним типом мереж. Ці мережі з'явилися порівняно недавно. Вони призначені для обслуговування території великого міста мегаполіса. У той час як локальні мережі найкращим образом підходять для розділення ресурсів на коротких відстанях і широкомовних передач, а глобальні мережі забезпечують роботу на великих відстанях, але з обмеженою швидкістю і небагатим набором послуг, мережі мегаполісів займають деяке проміжне положення. Вони використовують цифрові магістральні лінії зв'язку, часто оптичноволоконні, з швидкостями від 45 Мбіт/с, і призначені для зв'язку локальних мереж в масштабах міста і з'єднання локальних мереж з глобальними. Ці мережі спочатку були розроблені для передачі даних, але зараз вони підтримують і такі послуги, як видеоконференції і інтегральну передачу голосу і тексту. Розвиток технології мереж мегаполісів здійснювався місцевими телефонними компаніями. Історично склалося так, що місцеві телефонні компанії завжди володіли слабими технічними можливостями і через це не могли залучити великих клієнтів. Щоб подолати свою відсталість і зайняти гідне місце в світі локальних і глобальних мереж, місцеві підприємства зв'язку зайнялися розробкою мереж на основі самих сучасних технологій, наприклад технології комутації осередків SMDS або ATM. Мережі мегаполісів є суспільними мережами, і тому їх послуги обходяться дешевше, ніж побудова власної (приватної) мережі в межах міста.

2. Відмінності локальних мереж від глобальних

Розглянемо основні відмінності локальних мереж від глобальних більш детально. Оскільки останнім часом ці відмінності стають все менш помітними, то будемо вважати, що в даному розділі ми розглядаємо мережі кінця 80-х років, коли ці відмінності виявлялися вельми виразно. Клас локальних обчислювальних мереж по визначенню відрізняється від класу глобальних мереж невеликою відстанню між вузлами мережі. Це в принципі робить можливим використання в локальних мережах якісних ліній зв'язку: коаксіального кабелю, витої пари, оптичноволоконого кабелю, які не завжди доступні (через економічні обмеження) на великих відстанях, властивих глобальним мережам. У глобальних мережах часто застосовуються вже існуючі лінії зв'язку (телеграфні або телефонні), а в локальних мережах вони прокладаються заново.

Складність методів передачі і обладнання. У умовах низької надійності фізичних каналів в глобальних мережах потрібні більш складні, ніж в локальних мережах, методи передачі даних і відповідне обладнання. Так, в глобальних мережах широко застосовуються модуляція, асинхронні методи, складні методи контрольного підсумовування, квотування і повторна передача спотворених кадрів. З іншого боку, якісні лінії зв'язку в локальних мережах дозволили спростити процедури передачі даних за рахунок застосування немодульованих сигналів і відмови від обов'язкового підтвердження отримання пакету.

Швидкість обміну даними. Однією з головних відмінностей локальних мереж від глобальних є наявність високошвидкісних каналів обміну даними між комп'ютерами, швидкість яких (10,16 і 100 Мбіт/с) порівнянна з швидкостями роботи пристроїв і вузлів комп'ютера дисків, внутрішніх шин обміну даними і т. п. За рахунок цього у користувача локальної мережі, підключеного до виділеного ресурсу (наприклад, диску сервера), що розділяється, складається враження, що він користується цим диском, як “своїм”. Для глобальних мереж типові набагато більш низькі швидкості передачі даних 2400, 9600, 28800, 33600 біт/с, 56 і 64 Кбіт/с і тільки на магістральних каналах до 2 Мбіт/с.

Різноманітність послуг. Локальні мережі надають, як правило, широкий набір послуг це різні види послуг файлової служби, послуги друку, послуги служби передачі факсимільний повідомлень, послуги баз даних, електронна пошта і інші, в той час як глобальні мережі в основному надають поштові послуги і іноді файлові послуги з обмеженими можливостями передачу файлів з публічних архівів віддалених серверів без попереднього перегляду їх змісту.

Оперативність виконання запитів. Час проходження пакету через локальну мережу звичайно становить декілька мілісекунд, час же його передачі через глобальну мережу може досягати декількох секунд. Низька швидкість передачі даних в глобальних мережах утрудняє реалізацію служб для режиму on-line, який є звичайним для локальних мереж.

Розділення каналів. У локальних мережах канали зв'язку використовуються, як правило, спільно відразу декількома вузлами мережі, а в глобальних мережах індивідуально.

Використання методу комутації пакетів. Важливою особливістю локальних мереж є нерівномірний розподіл навантаження. Відношення пікового навантаження до середньої може становити 100:1 і навіть вище. Такий трафік звичайно називають пульсуючим. Через цю особливість трафіка в локальних мережах для зв'язку вузлів застосовується метод комутації пакетів, який для пульсуючого трафіка виявляється набагато більш ефективним, ніж традиційний для глобальних мереж метод комутації каналів. Ефективність методу комутації пакетів полягає в тому, що мережа загалом передає в одиницю часу; більше даних своїх абонентів. У глобальних мережах метод комутації пакетів також використовується, але нарівні з ним часто застосовується і метод комутації каналів, а також некомутовані канали як успадковані технології некомп'ютерних мереж.

Масштабованість. “Класичні” локальні мережі володіють поганою масштабованісттю через жорсткість базових топологій, що визначають спосіб підключення станцій і довжину лінії. При використанні багатьох базових топологій характеристики мережі різко погіршаються при досягненні певної межі по кількості вузлів або протяжності ліній зв'язку. Глобальним же мережам властива хороша масштабованість, оскільки вони спочатку розроблялися з розрахунку на роботу з довільними топологіями.

3. Тенденція до зближення локальних і глобальних мереж

локальний мережа канал запит

Якщо брати до уваги всі перераховані вище відмінності локальних і глобальних мереж, то стає зрозумілим, чому так довго могли існувати роздільно два співтовариства фахівців, що займаються цими двома видами мереж. Але за останні роки ситуація різко змінилася.

Фахівці з локальних мереж, перед якими встали задачі об'єднання декількох локальних мереж, розташованих в різних, географічно віддалених один від одного пунктах, були вимушені почати освоєння чужого для них світу глобальних мереж і телекомунікацій. Тісна інтеграція віддалених локальних мереж не дозволяє розглядати глобальні мережі у вигляді “чорного ящика”, що являє собою тільки інструмент транспортування повідомлень на великі відстані. Тому все, що пов'язано з глобальними зв'язками і віддаленим доступом, стало предметом повсякденного інтересу багатьох фахівців з локальних мереж.

З іншого боку, прагнення підвищити пропускну спроможність, швидкість передачі даних, розширити набір і оперативність служб, іншими словами, прагнення поліпшити якість послуг, що надаються все це примусило фахівців з глобальних мереж звернути пильну увагу на технології, що використовуються в локальних мережах.

Таким чином, в світі локальних і глобальних мереж явно намітилося рушення назустріч один одному, яке вже сьогодні привело до значного поєднання технологій локальних і глобальних мереж.

Одним з виявів цього зближення є поява мереж масштабу великого міста (MAN), що займають проміжне положення між локальними і глобальними мережами. При досить великих відстанях між вузлами вони володіють якісними лініями зв'язку і високими швидкостями обміну, навіть більш високими, чим в класичних локальних мережах. Як і у разі локальних мереж, при побудові MAN вже існуючі лінії зв'язку не використовуються, а прокладаються наново.

Зближення в методах передачі даних відбувається на платформі оптичної цифрової (немодульованої) передачі даних по оптичноволоконих лініях зв'язку. Через різке поліпшення якості каналів зв'язку в глобальних мережах почали відмовлятися від складних і надмірних процедур забезпечення коректності передачі даних. Прикладом можуть служити мережі Frame Relay. У цих мережах передбачається, що спотворення бітів відбувається настільки рідко, що помилковий пакет просто знищується, а всі проблеми, пов'язані з його втратою, вирішуються програмами прикладного рівня, які безпосередньо не входять до складу мережі Frame Relay.

За рахунок нових мережевих технологій і, відповідно, нового обладнання, розрахованого на більш якісні лінії зв'язку, швидкості передачі даних у вже існуючих комерційних глобальних мережах нового покоління наближаються до традиційних швидкостей локальних мереж (в мережах Frame Relay зараз доступні швидкості 2 Мбіт/с), а в глобальних мережах ATM і перевершують їх, досягаючи 622 Мбіт/с.

Внаслідок служби для режиму on-line стають звичайними і в глобальних мережах. Найбільш яскравий приклад гіпертекстова інформаційна служба World Wide Web, що стала основним постачальником інформації в мережі Internet. Її інтерактивні можливості перевершили можливості багатьох аналогічних служб локальних мереж, так що розробникам локальних мереж довелося просто запозичити цю службу у глобальних мереж. Процес перенесення служб і технологій з глобальних мереж в локальні набув такого масового характеру, що з'явився навіть спеціальний термін intranet-технології (intra внутрішній), вказуючи застосування служб зовнішніх (глобальних) мереж у внутрішніх локальних.

Локальні мережі переймають у глобальних мереж і транспортні технології. Всі нові швидкісні технології (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, l00VG-AnyLAN) підтримують роботу по індивідуальних лініях зв'язку нарівні з традиційними для локальних мереж лініями, що розділяються. Для організації індивідуальних ліній зв'язку використовується спеціальний тип комунікаційного обладнання комутатори. Комутатори локальних мереж сполучаються між собою по ієрархічній схемі, подібно тому, як це робиться в телефонних мережах: є комутатори нижнього рівня, до яких безпосередньо підключаються комп'ютери мережі, комутатори наступного рівня з'єднують між собою комутатори нижнього рівня і т. д. Коммутатори більш високих рівнів володіють, як правило, більшою продуктивністю і працюють з більш швидкісними каналами, ущільняючи дані нижніх рівнів. Комутатори підтримують не тільки нові протоколи локальних мереж, але і традиційні Ethernet і Token Ring.

У локальних мережах останнім часом приділяється така ж велика увага методам забезпечення захисту інформації від несанкціонованого доступу, як і в глобальних мережах. Така увага зумовлена тим, що локальні мережі перестали бути ізольованими, частіше за все вони мають вихід у “великий мир” через глобальні зв'язки. При цьому часто використовуються ті ж методи шифрування даних, аутентификація користувачів, зведення захисних бар'єрів, що оберігають від проникнення в мережу ззовні.

І нарешті, з'являються нові технології, спочатку призначені для обох видів мереж. Найбільш яскравим представником нового покоління технологій є технологія ATM, яка може служити основою не тільки локальних і глобальних комп'ютерних мереж, але і телефонних мереж, а також широкомовних відеомереж, об'єднуючи все існуючі типи трафіка в одній транспортній мережі.

Класифікуючи мережі по територіальній ознаці, розрізнюють локальні (LAN), глобальні (WAN) і міські (MAN) мережі...

LAN зосереджені на території не більше за 1-2 км; побудовані з використанням дорогих високоякісних ліній зв'язку, які дозволяють, застосовуючи прості методи передачі даних, досягати високих швидкостей обміну даними порядку 100 Мбіт/с. Послуги, що надаються відрізняються широкою різноманітністю і звичайно передбачають реалізацію в режимі on-line.

WAN об'єднують комп'ютери, що розосередилися на відстані сотень і тисяч кілометрів. Часто використовуються вже існуючі не дуже якісні лінії зв'язку. Більш низькі, ніж в локальних мережах, швидкості передачі даних (десятки кілобіт в секунду) обмежують набір послуг, що надаються передачею файлів, переважно не в оперативному, а в фоновому режимі, з використанням електронної пошти. Для стійкої передачі дискретних даних застосовуються більш складні методи і обладнання, чим в локальних мережах.

MAN займають проміжне положення між локальними і глобальними мережами. При досить великих відстанях між вузлами (десятки кілометрів) вони володіють якісними лініями зв'язку і високими швидкостями обміну, іноді навіть більш високими, ніж в класичних локальних мережах. Як і у разі локальних мереж, при побудові MAN вже існуючі лінії зв'язку не використовуються, а прокладаються наново.

Размещено на Allbest.ru