Место и роль локальных сетей
|
|
Передача информации между компьютерами существует, наверное, с самого момента возникновения вычислительной техники. |
|
Она позволяет организовать совместную работу отдельных компьютеров, решать одну задачу с помощью нескольких компьютеров, специализировать каждый из компьютеров на выполнении какой-то одной функции, совместно использовать ресурсы и решать множество других проблем. |
|
Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Internet, способной связать все компьютеры мира. |
|
Какое же место во всей этой иерархии отводится локальным сетям? |
|
Чаще всего термин «локальные сети» (LAN, Local Area NetWork) понимают буквально, то есть под локальными понимаются такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. |
|
Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не слишком точно. |
|
Например, некоторые локальные сети легко обеспечивает связь на расстоянии нескольких километров или даже десятков километров. |
|
Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, целого города. |
|
С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area NetWork или GAN, Global Area NetWork) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. |
|
Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу. |
|
Но такая связь также не называется локальной сетью. |
|
Неверно и определение локальной сети как малой сети, которая связывает небольшое количество компьютеров. |
|
Действительно, в реальности наиболее часто локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. |
|
Но предельные возможности некоторых локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи. |
|
Называть такую сеть малой, наверное, неправильно. |
|
Некоторые авторы определяют локальную сеть как «систему для непосредственного соединения многих компьютеров». |
|
При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без посредников и по единой среде передачи. |
|
Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. |
|
Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов, так и оптоволоконные кабели. |
|
Определение передачи «без посредников» также не слишком четко, ведь в современных локальных сетях используются самые разнообразные концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. |
|
Не совсем понятно, считать их посредниками или нет. |
|
Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. |
|
Компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются, по сути, в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. |
|
Под удобством в первую очередь понимается в данном случае высокая реальная скорость доступа, при которой обмен информацией между приложениями осуществляется незаметно для пользователя. |
|
При таком определении ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не подпадают под понятие локальной сети. |
|
Из такого определения сразу же следует, что скорость передачи по локальной сети, должна обязательно расти, по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. |
|
Именно это мы и наблюдаем: если еще сравнительно недавно вполне приемлемой считалась скорость обмена в 1-10 Мбит/с, то сейчас среднескоростной считается сеть, работающая на скорости 100 Мбит/с и активно разрабатываются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. |
|
При меньших скоростях передачи связь станет узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера. |
|
Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой - высокая скорость обмена. |
|
Но это не единственное отличие, не менее важны и другие факторы. |
|
Например, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи. |
|
Ведь даже очень быстро переданная, но искаженная ошибками информация бессмысленна - ее придется передавать еще раз. |
|
Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые качественные линии связи. |
|
Принципиальное значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с большой интенсивностью обмена (или, как еще говорят, с большим трафиком). |
|
Если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут чрезмерно долго ждать своей очереди на передачу, и даже если передача будет производиться затем на высочайшей скорости и полностью безошибочно, то для пользователя сети это все равно обернется неприемлемой задержкой доступа ко всем сетевым ресурсам. |
|
Любой механизм управления обменом может гарантированно работать только тогда, когда заранее известно, сколько компьютеров (абонентов, узлов) может быть подключено к сети. |
|
При включении не предусмотренно большое число абонентов, забуксует вследствие перегрузки любой механизм. |
|
Наконец, сетью в истинном смысле этого слова можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять хотя бы до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты. |
|
Таким образом, можно сформулировать следующие отличительные признаки локальной сети: |
|
высокая скорость передачи, большая пропускная способность; |
|
низкий уровень ошибок передачи (или, что-то же самое, высококачественные каналы связи). |
|
Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10"7 - 10~8; |
|
эффективный, быстродействующий механизм управления обменом; |
|
ограниченное, точно определенное число компьютеров, подключаемых к сети. |
|
При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом в них в принципе не может быть гарантированно быстрым. |
|
В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования. |
|
Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей - городские сети (MAN, Metropolitan Area NetWork), которые обычно бывают ближе к глобальным сетям, хотя иногда имеют некоторые черты локальных сетей - например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. |
|
В принципе городская сеть может быть действительно локальной, со всеми ее преимуществами. |
|
Правда, сейчас уже нельзя провести четкую и однозначную границу между локальными и глобальными сетями. |
|
Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную сеть, но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. |
|
И хотя все компьютеры локальной сети выданном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. |
|
Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети. |
|
По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. |
|
Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических изображений, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. |
|
Чаще всего локальные сети используются для разделения (то есть совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. |
|
Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. |
|
Абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например принтеры, плоттеры, сканеры. |
|
Локальные сети дают возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что позволяет многократно ускорить решение сложных математических задач. |
|
С их помощью можно также управлять работой сложной технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно. |
|
Однако локальные сети имеют и некоторые недостатки, о которых всегда следует помнить. |
|
Помимо дополнительных материальных затрат на покупку оборудования и сетевого программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала, необходимо также иметь специалиста, который будет заниматься контролем за работой сети, модернизацией сети, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей - то есть администратора сети. |
|
Сети ограничивают возможности перемещения компьютеров, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей. |
|
Кроме того, сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. |
|
Так что ничто не дается даром. |
|
Здесь же упомянем о таких важнейших понятиях теории сетей, как сервер и клиент. |
|
Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует ресурсы других абонентов, то есть служит только сети. |
|
Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно сервер - это самый мощный компьютер. |
|
Выделенный сервер - это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. |
|
Невыделенный сервер может заниматься помимо обслуживания сети и другими задачами. |
|
Специфический тип сервера - это сетевой принтер. |
|
Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает. |
|
Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. |
|
В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером. |
|
Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. |
|
В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами, является клиентом. |
