Локальные и глобальные сети. История и перспективы развития

3. Локальные и глобальные сети

3.1. Особенности локальных, глобальных  и городских сетей

Для классификации компьютерных сетей используют территориальный  признак, то есть по величине территории, которую покрывает сеть. Это связано  с тем,  что у отличия технологий локальных и глобальных сетей  очень значительны, несмотря на их постоянное сближение.

К локальным сетям - Local Area Networks (LAN) - относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). LAN разрабатываются для выполнения следующих требований:

1. работать внутри ограниченной  географической области;

2. позволять многим пользователям  иметь доступ по каналам с  высокой пропускной способностью;

3. обеспечивать постоянную  связь с необходимыми сервисами;

4. физически соединиться  с соседними устройствами.

LAN представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с – 1Гбит/с.  В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

Глобальные сети - Wide Area Networks (WAN) используются для связи отдельных удаленных LAN и для объединения территориально рассредоточенных компьютеров, которые могут находиться в различных городах и странах. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети строятся на основе телефонных и телеграфных каналов общего назначения. Из-за низких скоростей таких линий связи в глобальных сетях (десятки килобит в секунду) набор предоставляемых услуг обычно ограничивается передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, характерных для локальных сетей. Как правило, здесь применяются сложные процедуры кодирования, контроля и восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по территориальному каналу связи связан со значительными искажениями сигналов.

Городские сети (или  сети мегаполисов) - Metropolitan Area Networks (MAN) – являются менее распространенным типом сетей. Эти сети появились сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города - мегаполиса. MAN используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста.

3.2 Отличия локальных и глобальных сетей

Рассмотрим основные отличия  локальных сетей от глобальных.

• Протяженность, качество и способ прокладки линий связи. Локальные вычислительные сети по определению отличается от глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Это в принципе делает возможным использование в локальных сетях качественных линий связи: коаксиального кабеля, витой пары, оптоволоконного кабеля, которые не всегда доступны (из-за экономических ограничений) на больших расстояниях. В глобальных сетях часто применяются уже существующие линии связи (телеграфные или телефонные), а в локальных сетях они прокладываются заново.
• Сложность методов передачи и оборудования. В условиях низкой надежности физических каналов в глобальных сетях требуются более сложные, чем в локальных сетях, методы переных кадров. Качественные линии связи в локальных сетях позволили упростить процедуры передачи данных за счет применения немодулированных сигналов и отказа от обязательного подтверждения получения пакета.
• Скорость обмена данными. Одним из главных отличий локальных сетей от глобальных является наличие высокоскоростных каналов обмена данными между компьютерами, скорость которых (0,1 и 1 Гбит/с) сравнима со скоростями работы устройств и узлов. За счет этого у пользователя локальной сети, подключенного к удаленному разделяемому ресурсу (например, диску сервера), складывается впечатление, что он пользуется этим диском, как «своим». Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных -  до 2 Мбит/с.
• Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий набор услуг - это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и другие, в то время как глобальные сети в основном предоставляют почтовые услуги и иногда файловые услуги с ограниченными возможностями - передачу файлов из публичных архивов удаленных серверов без предварительного просмотра их содержания.
• Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, время же его передачи через глобальную сеть может достигать нескольких секунд и даже минут. Низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.
• Разделение каналов. В локальных сетях каналы связи используются, как правило, совместно сразу несколькими узлами сети, а в глобальных сетях - индивидуально.
• Использование метода коммутации. В локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации пакетов также используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммутации каналов, а также некоммутируемые каналы - как унаследованные технологии некомпьютерных сетей.
• Масштабируемость. Локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

3.3 Сближение локальных  и глобальных сетей

За счет новых сетевых  технологий и нового оборудования, рассчитанного на более качественные линии связи, скорости передачи данных в уже существующих коммерческих глобальных сетях нового поколения  приближаются к традиционным скоростям  локальных сетей (в сетях frame relay сейчас доступны скорости 2 Мбит/с), а в глобальных сетях АТМ и превосходят их, достигая 622 Мбит/с.

В результате службы для  режима on-line становятся обычными и в глобальных сетях. Наиболее яркий пример - гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в сети Internet. Ее интерактивные возможности превзошли возможности многих аналогичных служб локальных сетей, так что разработчикам локальных сетей пришлось просто позаимствовать эту службу у глобальных сетей. Процесс переноса служб и технологий из глобальных сетей в локальные приобрел такой массовый характер, что появился даже специальный термин - intranet-технологии (intra - внутренний), который обозначает служб используемых во внешних сетях для внутренних – локальных.

Локальные сети перенимают у глобальных сетей и транспортные технологии. Все новые скоростные технологии поддерживают работу по индивидуальным линиям связи. Для организации индивидуальных линий связи используется специальный  тип коммуникационного оборудования - коммутаторы. Коммутаторы локальных сетей соединяются между собой по иерархической схеме, подобно тому, как это делается в телефонных сетях: имеются коммутаторы нижнего уровня, к которым непосредственно подключаются компьютеры сети, коммутаторы следующего уровня соединяют между собой коммутаторы нижнего уровня и т. д. Коммутаторы более высоких уровней обладают, как правило, большей производительностью и работают с более скоростными каналами, уплотняя данные нижних уровней.

Заключение

В заключение необходимо отметить, что современные компьютерные технологии тесно связаны с сетевыми технологиями. Время автономной работы компьютеров  и пользователей прошло. Вместе с  тем, данный факт выдвигает новые  качественные требования к подготовке пользователей, так как надежная и безопасная работа всей сети зачастую зависит от уровня квалификации  каждого.

В зависимости от масштаба производственного подразделения, в пределах которого действует сеть, различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети.

Сети отделов используются небольшой группой сотрудников  в основном с целью разделения дорогостоящих периферийных устройств, приложений и данных.

Сети кампусов объединяют сети отделов в пределах отдельного здания или одной территории площадью в несколько квадратных километров, при этом глобальные соединения не используются. На уровне сети кампуса  возникают проблемы интеграции и  управления  аппаратным и программным  обеспечением.

Корпоративные сети объединяют большое количество компьютеров  на всех территориях отдельного предприятия. Для корпоративной сети характерны: масштабность - тысячи пользовательских компьютеров, сотни серверов, огромные объемы хранимых и передаваемых по линиям связи данных, множество разнообразных  приложений; высокая степень гетерогенности - типы компьютеров, коммуникационного  оборудования, операционных систем и приложений различны; использование глобальных связей - сети филиалов соединяются с помощью телекоммуникационных средств, в том числе телефонных каналов, радиоканалов, спутниковой связи.

На этом историю можно  закончить - компьютерная сеть приняла  вполне современные очертания. Развитие технологии на этом,конечно, не закончилось.

Перечень использованных источников:

1. Бешенков С.А., Гейн А.Г., Григорьев С.Г. Информатика и информационные технологии. - Екатеринбург, 2008. – С. 41

2.  Могилев А.В.,  Хеннер Е.К. и др./ Пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений 3-е изд, стер. – М.: Изд. центр   «Академия», 2008

    3. Материалы сайта « Юридическая Энциклопедия»

     http://www.coders-library.ru

     http://www.intuit.ru

     http://rstud.ru

         http://compnets.narod.ru