Вычислительная сеть

Компьютерная сеть (вычислительная сеть) — система, обеспечивающая обмен данными между вычислительными устройствами (компьютеры, серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления^{[уточнить]}, как правило, — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Классификация

По территориальной распространенности

• BAN (Body Area Network — нательная компьютерная сеть) — сеть надеваемых или имплантированных компьютерных устройств.
• PAN (Personal Area Network) — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу.
• LAN (ЛВС, Local Area Network) — локальные сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Зарубежные источники дают даже близкую оценку — около шести миль (10 км) в радиусе. Локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешён только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью.
• CAN (Campus Area Network) — кампусная сеть, объединяет локальные сети близко расположенных зданий.
• MAN (Metropolitan Area Network) — городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей.
• WAN (Wide Area Network) — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.
• Термин «корпоративная сеть» также используется в литературе для обозначения объединения нескольких сетей, каждая из которых может быть построена на различных технических, программных и информационных принципах.

По архитектуре

• Клиент-сервер
• Одноранговая сеть (децентрализованная или пиринговая сеть)

По типу сетевой топологии

• Шина
• Кольцо
• Двойное кольцо
• Звезда
• Ячеистая
• Решётка
• Дерево
• Смешанная топология
• Fat Tree

По типу среды передачи

• Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель)
• Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне)

По функциональному назначению

• Сети хранения данных
• Серверные фермы
• Сети управления процессом
• Сети SOHO, домовые сети

По скорости передачи

• низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
• среднескоростные (до 100 Мбит/с),
• высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

По сетевым операционным системам

• На основе Windows
• На основе UNIX
• На основе NetWare
• На основе Cisco

По необходимости поддержания постоянного соединения

• Пакетная сеть, например, Фидонет и UUCP
• Онлайновая сеть, например, Интернет и GSM

Стеки протоколов

При реализации компьютерной сети могут использоваться различные наборы протоколов, некоторые из них:

• AppleTalk
• ARCNET
• ATM
• DECnet
• Ethernet
• HIPPI
• IEEE-488
• IP
• IPX
• Myrinet
• TCP
• Token Ring
• UDP
• SPX
• FDDI
• QsNet
• USB
• IEEE 1394 (Firewire, iLink)
• X.25
• Frame relay
• Bluetooth
• IEEE 802.11
• Systems Network Architecture
• RapidIO

Уровни

Сетевая модель OSI

• Прикладной уровень
• Уровень представления информации
• Сеансовый уровень
• Транспортный уровень
• Сетевой уровень
  • Коммутация
  • Маршрутизация
• Канальный уровень (Уровень связывания данных) — Спецификация IEEE 802 разделяет этот уровень на 2 подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.
• Физический уровень

Передача данных

• Проводная связь
  • Телефонная сеть PSTN
    • Модем и коммутируемый доступ
  • Выделенные линии
  • Коммутация пакетов
  • Frame relay
  • PDH
  • Ethernet
  • RS-232
  • Передача по оптоволоконному кабелю
    • Synchronous optical networking
    • Fiber distributed data interface
• Беспроводная связь
  • Ближнего радиуса действия
    • Bluetooth
    • Human Area Network
  • Среднего радиуса действия
    • IEEE 802.11
    • Netsukuku
    • IEEE 802.16e WiMAX
  • Дальнего радиуса действия
    • Спутниковая связь
    • MMDS
    • SMDS
    • Передача данных при помощи мобильных телефонов
      • CSD
      • GPRS
      • HSCSD
      • EDGE
      • UMTS
      • HSDPA
      • HSUPA
      • CDMA
      • LTE
      • IEE 802.16e WiMAX
      • CDPD
    • Paging networks
      • DataTAC
      • Mobitex
      • Motient

История

Впервые в мире вычислительная сеть была применена в советском комплексе ПРО «Система А» (генеральный конструктор Г. В. Кисунько), возведённом в 1956—1960 годах в Казахстане. В сеть были объединены разработанные Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР компьютеры «Диана I» и «Диана II» (создатели С. А. Лебедев, В. С. Бурцев).

В 1970-е годы в Великобритании была разработана система доступа к автоматизированным базам данных на основе использования телефонных каналов, телевизоров и клавиатуры, получившая название видеотекс. Наибольшее развитие видеотекс получил во Франции, где эта система получила название Минитель.

Глобальная компьютерная сеть

Глобальная компьютерная сеть (англ. Wide Area Network, WAN) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

ГКС связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

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 у них в принципе не может быть гарантированно скорым.

В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт её существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести четкий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной 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 в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, поделенным пользователями локальной сети.

См. также

• Виртуализация сетевых функций
• Сетевое оборудование
• Сетевой компьютер
• Сетевые сервисы
• Флоппинет

Литература

• Одом У. Компьютерные сети. Первый шаг = Computer Networking: First-step / Пер. В. Гусев. — СПб.: «Вильямс», 2006. — 432 с. — (Первый шаг). — 3 000 экз. — ISBN 5-8459-0881-7.
• Таненбаум Э, Уэзеролл Д. Компьютерные сети. — Питер, 2012. — 960 с.