Виды глобальных сетей сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Глобальная компьютерная сеть — это система, обеспечивающая обмен информацией между компьютерами, серверами и маршрутизаторами, охватывающая большие территории в разных странах, городах.

Сегодня существуют две глобальные системы:

Интернет — всемирная система, объединяющая компьютерные сети для передачи и хранения данных.
Фидонет — международная любительская некоммерческая система, основанная на принципе соединения двух компьютеров друг с другом напрямую.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Популярность Фидонета в наши дни стремительно снижается. На начало 1997 года понятие об этой системе имели все владельцы персональных компьютеров. В тот период она насчитывала 40 тысяч узлов. Сегодня это количество сократилось почти в 10 раз, а вместе с ним упала и узнаваемость.

Что под этим понимается, характерные признаки

Характерным признаком глобальной системы является охват ею большого числа узлов на обширной географической территории. Этим она отличается от локальных сетей, для которых выход в глобальную систему и возможность связи с отдаленными абонентами — всего лишь одна из опций.

Глобальная система объединяет разные сети:

городские;
корпоративные;
локальные;
персональные сети.

Это способствует налаживанию взаимодействия участников вне зависимости от их расположения.

Свои основные признаки глобальная компьютерная сеть унаследовала от телефонных систем. Но есть и отличие: в ней не используется принцип коммутации каналов, являвшийся основой функционирования телефонной связи на протяжении нескольких десятилетий.

Из чего состоит всемирная глобальная сеть

Глобальная сеть — это совокупность 3 компонентов:

аппаратного;
программного;
информационного.

Аппаратный компонент

Состав аппаратного компонента представлен:

компьютерами, рабочими станциями, серверами;
коммутационным оборудованием, модемами;
шлюзами, сетевыми адаптерами, брандмауэрами, маршрутизаторами;
источниками бесперебойного питания;
кабельными системами передачи.

Все эти элементы могут действовать постоянно или временно. Поломка какого-то одного из них не влияет на функционирование всей сети или других, не связанных с ним на данный момент узлов.

Шлюз — это устройство, позволяющее связываться системам с различными протоколами при помощи специального программного обеспечения.

Обмен данными между устройствами в Сети происходит при помощи протокола TCP/IP, где TCP — это протокол управления обмена информацией, IP — протокол определения маршрута ее передачи.

Программный компонент

Главной функцией программного компонента выступает достижение слаженного совместного функционирования различного оборудования. Кроме того, использованные для распространения Сети программы позволяют:

преобразовывать данные, находить варианты для передачи их по разным каналам;
реализовывать свойственные информатике вычислительные функции;
воспроизводить и обеспечивать единство информации;
отслеживать соблюдение единых протоколов;
перенаправлять информационные потоки при обнаружении перегруженных каналов, участков.

Программный компонент необходим для поиска, хранения и сбора данных, а также для обеспечения информационной безопасности в мировой Сети.

Информационный компонент

Эта составляющая представлена документами различного рода:

текстовыми;
звуковыми;
графическими;
видео.

Все они хранятся на компьютерах, подключенных к Сети.

Особенностью компонента является способность распределения. К примеру, когда при просмотре книги графика поступает из одного источника, текст, музыка и озвучка — из других. Между собой эти источники связаны целой системой ссылок, формирующей единое информационное пространство из множества документов.

Глобальные сети – сети, сосредоточенные на расстоянии 1000 и более километров. К таким сетям относятся сети, объединяющие города, области, районы, страны. Наиболее известные среди них – Internet, Fido, Sprint, Relcom.

При соединении двух или более сетей между собой, возникает межсетевое объединение и образуется глобальная компьютерная сеть. Глобальная сеть может охватывать город, область, страну, континент и весь земной шар, а может охватывать географически всю страну, но не всех ее граждан. Например, Министерство обороны может иметь свою национальную сеть, а Министерство образования – свою. Эти сети могут охватывать всю страну, но нигде не пересекаться.

Подобные сети, кроме того, что они охватывают очень большие территории, имеют ряд особенностей:

в основном, используют в качестве каналов связи телефонные линии. В настоящее время все более внедряются высокоскоростные радиоспутниковые и оптоволоконные каналы связи;
ЭВМ (ПЭВМ) подключаются к каналам связи с помощью специальных устройств, называемых модемами;
конфигурация таких сетей может быть различной и нерегулярна.

В настоящее время в мире существует значительное количество различных глобальных сетей, действующих в соответствии с различными протоколами. Для связи таких сетей разработаны специальные устройства – шлюзы, позволяющие передавать данные, информацию из одной сети в другую.

Существуют различные признаки классификации современных сетей. С точки зрения пользователя существенным является деление всех глобальных сетей на две категории – коммерческие и некоммерческие.

В коммерческих сетях все услуги платные.

В некоммерческих сетях все услуги бесплатные.

В России действует некоммерческая сеть UniCom/Россия, созданная ассоциацией университетов России и Российской академией наук. Она является частью международной сети Freenet, которая, в свою очередь, входит в состав Интернет. Эта сеть использует и спутниковые каналы связи.

На территории России действуют и коммерческие сети, наиболее известная из них – Relcom, являющаяся также частью сети Интернет.

Глобальные сети Wide Area Networks, WAN) , которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории - в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара. Ввиду большой протяженности каналов связи построение глобальной сети требует очень больших затрат, в которые входит стоимость кабелей и работ по их прокладке, затраты на коммутационное оборудование и промежуточную усилительную аппаратуру, обеспечивающую необходимую полосу пропускания канала, а также эксплуатационные затраты на постоянное поддержание в работоспособном состоянии разбросанной по большой территории аппаратуры сети.

Типичными абонентами глобальной компьютерной сети являются локальные сети предприятий, расположенные в разных городах и странах, которым нужно обмениваться данными между собой. Услугами глобальных сетей пользуются также и отдельные компьютеры. Крупные компьютеры класса мэйнфреймов обычно обеспечивают доступ к корпоративным данным, в то время как персональные компьютеры используются для доступа к корпоративным данным и публичным данным Internet.

Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети (network operator) - это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг , часто называемый также провайдером (service provider) , - та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.

Кроме вычислительных глобальных сетей существуют и другие виды территориальных сетей передачи информации. В первую очередь это телефонные и телеграфные сети, работающие на протяжении многих десятков лет, а также телексная сеть.

Глобальная вычислительная сеть работает в наиболее подходящем для компьютерного трафика режиме - режиме коммутации пакетов. Оптимальность этого режима для связи локальных сетей доказывают не только данные о суммарном трафике, передаваемом сетью в единицу времени, но и стоимость услуг такой территориальной сети. Обычно при равенстве предоставляемой скорости доступа сеть с коммутацией пакетов оказывается в 2-3 раза дешевле, чем сеть с коммутацией каналов, то есть публичная телефонная сеть.

Однако часто такая вычислительная глобальная сеть по разным причинам оказывается недоступной в том или ином географическом пункте. В то же время гораздо более распространены и доступны услуги, предоставляемые телефонными сетями или первичными сетями, поддерживающими услуги выделенных каналов. Поэтому при построении корпоративной сети можно дополнить недостающие компоненты услугами и оборудованием, арендуемыми у владельцев первичной или телефонной сети.

В зависимости от того, какие компоненты приходится брать в аренду, принято различать корпоративные сети, построенные с использованием:

Последний случай соответствует наиболее благоприятному случаю, когда сеть с коммутацией пакетов доступна во всех географических точках, которые нужно объединить в общую корпоративную сеть. Первые два случая требуют проведения дополнительных работ, чтобы на основании взятых в аренду средств построить сеть с коммутацией пакетов.

1.1 Выделенные каналы

Использовать выделенные линии можно двумя способами. Первый состоит в построении с их помощью территориальной сети определенной технологии, например frame relay, в которой арендуемые выделенные линии служат для соединения промежуточных, территориально распределенных коммутаторов пакетов.

Второй вариант - соединение выделенными линиями только объединяемых локальных сетей или конечных абонентов другого типа, например мэйнфреймов, без установки транзитных коммутаторов пакетов, работающих по технологии глобальной сети (рис. 1). Второй вариант является наиболее простым с технической точки зрения, так как основан на использовании маршрутизаторов или удаленных мостов в объединяемых локальных сетях и отсутствии протоколов глобальных технологий, таких как Х.25 или frame relay. По глобальным каналам передаются те же пакеты сетевого или канального уровня, что и в локальных сетях.

Рис. 1 - Использование выделенных каналов

Сегодня существует большой выбор выделенных каналов - от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.

1.2 Глобальные сети с коммутацией каналов

Сегодня для построения глобальных связей в корпоративной сети доступны сети с коммутацией каналов двух типов - традиционные аналоговые телефонные сети и цифровые сети с интеграцией услуг ISDN. Достоинством сетей с коммутацией каналов является их распространенность, что характерно особенно для аналоговых телефонных сетей. В последнее время сети ISDN во многих странах также стали вполне доступны корпоративному пользователю, а в России это утверждение относится пока только к крупным городам.

Известным недостатком аналоговых телефонных сетей является низкое качество составного канала, которое объясняется использованием телефонных коммутаторов устаревших моделей, работающих по принципу частотного уплотнения каналов (FDM-технологии). На такие коммутаторы сильно воздействуют внешние помехи (например, грозовые разряды или работающие электродвигатели), которые трудно отличить от полезного сигнала. Правда, в аналоговых телефонных сетях все чаще используются цифровые АТС, которые между собой передают голос в цифровой форме. Аналоговым в таких сетях остается только абонентское окончание. Чем больше цифровых АТС в телефонной сети, тем выше качество канала, однако до полного вытеснения АТС, работающих по принципу FDM-коммутации, в нашей стране еще далеко. Кроме качества каналов, аналоговые телефонные сети также обладают таким недостатком, как большое время установления соединения, особенно при импульсном способе набора номера, характерного для нашей страны.

Телефонные сети, полностью построенные на цифровых коммутаторах, и сети ISDN свободны от многих недостатков традиционных аналоговых телефонных сетей. Они предоставляют пользователям высококачественные линии связи, а время установления соединения в сетях ISDN существенно сокращено.

1.3 Глобальные сети с коммутацией пакетов

В 80-е годы для надежного объединения локальных сетей и крупных компьютеров в корпоративную сеть использовалась практически одна технология глобальных сетей с коммутацией пакетов - Х.25. Сегодня выбор стал гораздо шире, помимо сетей Х.25 он включает такие технологии, как frame relay, SMDS и АТМ. Кроме этих технологий, разработанных специально для глобальных компьютерных сетей, можно воспользоваться услугами территориальных сетей TCP/IP, которые доступны сегодня как в виде недорогой и очень распространенной сети Internet, качество транспортных услуг которой пока практически не регламентируется и оставляет желать лучшего, так и в виде коммерческих глобальных сетей TCP/IP, изолированных от Internet и предоставляемых в аренду телекоммуникационными компаниями.

Технология SMDS (Switched Multi-megabit Data Service) была разработана в США для объединения локальных сетей в масштабах мегаполиса, а также предоставления высокоскоростного выхода в глобальные сети. Эта технология поддерживает скорости доступа до 45 Мбит/с и сегментирует кадры МАС - уровня в ячейки фиксированного размера 53 байт, имеющие, как и ячейки технологии АТМ, поле данных в 48 байт. Технология SMDS основана на стандарте IEEE 802.6, который описывает несколько более широкий набор функций, чем SMDS. Стандарты SMDS приняты компанией Bellcore, но международного статуса не имеют. Сети SMDS были реализованы во многих крупных городах США, однако в других странах эта технология распространения не получила. Сегодня сети SMDS вытесняются сетями АТМ, имеющими более широкие функциональные возможности, поэтому в данной книге технология SMDS подробно не рассматривается.

Для подключения устройств DCE к аппаратуре, вырабатывающей данные для глобальной сети, то есть к устройствам DTE, существует несколько стандартных интерфейсов, которые представляют собой стандарты физического уровня. К этим стандартам относятся стандарты серии V CCITT, а также стандарты EIA серии RS (Recomended Standards). Две линии стандартов во многом дублируют одни и те же спецификации, но с некоторыми вариациями. Данные интерфейсы позволяют передавать данные со скоростями от 300 бит/с до нескольких мегабит в секунду на небольшие расстояния (15-20 м), достаточные для удобного размещения, например, маршрутизатора и модема.

Интерфейс RS-232C/V.24 является наиболее популярным низкоскоростным интерфейсом. Первоначально он был разработан для передачи данных между компьютером и модемом со скоростью не выше 9600 бит/с на расстояние до 15 метров. Позднее практические реализации этого интерфейса стали работать и на более высоких скоростях - до 115200 бит/с. Интерфейс поддерживает как асинхронный, так и синхронный режим работы. Особую популярность этот интерфейс получил после его реализации в персональных компьютерах (его поддерживают СОМ - порты), где он работает, как правило, только в асинхронном режиме и позволяет подключить к компьютеру не только коммуникационное устройство (такое, как модем), но и многие другие периферийные устройства - мышь, графопостроитель и т. д.

Интерфейс использует 25-контактный разъем или в упрощенном варианте - 9-контактный разъем (рис. 2).

Рис. 2 - Сигналы интерфейса RS-232C/V.24

В интерфейсе реализован биполярный потенциальный код (+V, -V на линиях между DTE и DCE. Обычно используется довольно высокий уровень сигнала: 12 или 15 В, чтобы более надежно распознавать сигнал на фоне шума.

При асинхронной передаче данных синхронизирующая информация содержится в самих кодах данных, поэтому сигналы синхронизации TxClk и RxClk отсутствуют. При синхронной передаче данных модем (DCE) передает на компьютер (DTE) сигналы синхронизации, без которых компьютер не может правильно интерпретировать потенциальный код, поступающий от модема по линии RxD. В случае когда используется код с несколькими состояниями (например, QAM), то один тактовый сигнал соответствует нескольким битам информации.

Нуль-модемный интерфейс характерен для прямой связи компьютеров на небольшом расстоянии с помощью интерфейса RS-232C/V.24. В этом случае необходимо применить специальный нуль-модемный кабель, так как каждый компьютер будет ожидать приема данных по линии RxD, что в случае применения модема будет корректно, но в случае прямого соединения компьютеров - нет. Кроме того, нуль-модемный кабель должен имитировать процесс соединения и разрыва через модемы, в котором используется несколько линий (RI, СВ и т.д.). Поэтому для нормальной работы двух непосредственно соединенных компьютеров нуль-модемный кабель должен выполнять следующие соединения:

Иногда при изготовлении нуль-модемного кабеля ограничиваются только перекрестным соединением линий приемника RxD и передатчика TxD, что для некоторого программного обеспечения бывает достаточно, но в общем случае может привести к некорректной работе программ, рассчитанных на реальные модемы.

Интерфейс RS-449/V.10/V.11 поддерживает более высокую скорость обмена данными и большую удаленность DCE от DTE. Этот интерфейс имеет две отдельные спецификации электрических сигналов. Спецификация RS-423/V.10 (аналогичные параметры имеет спецификация Х.26) поддерживает скорость обмена до 100000 бит/с на расстоянии до 10 ми скорость до 10000 бит/с на расстоянии до 100 м. Спецификация RS-422/V.11(X 27 поддерживает скорость до 10 Мбит/с на расстоянии до 10 ми скорость до 1 Мбит/с на расстоянии до 100 м. Как и RS-232C, интерфейс RS4 - 49 поддерживает асинхронный и синхронный режимы обмена между DTE и DCE. Для соединения используется 37-контактный разъем.

Интерфейс V.35 был разработан для подключения синхронных модемов. Он обеспечивает только синхронный режим обмена между DTE и DCE на скорости до 168 Кбит/с. Для синхронизации обмена используются специальные тактирующие линии. Максимальное расстояние между DTE и DCE не превышает 15 м, как и в интерфейсе RS-232C.

Интерфейс Х.21 разработан для синхронного обмена данными между DTE и DCE в сетях с коммутацией пакетов Х.25. Это достаточно сложный интерфейс, который поддерживает процедуры установления соединения в сетях с коммутацией пакетов и каналов. Интерфейс был рассчитан на цифровые DCE. Для поддержки синхронных модемов была разработана версия интерфейса Х.21 bis, которая имеет несколько вариантов спецификации электрических сигналов: RS-232C, V.10, V.I 1 и V.35.

Глобальные сети, как и локальные, открывают возможность:

применения сетевых программ и аппаратных ресурсов;
общего доступа пользователей к информационным ресурсам.

Но в отличие от ЛВС глобальные сети (в англоязычной аббревиатуре – WAN, от словосочетания Wide Area Networks) предоставляют услуги гораздо большему числу людей, пребывающих на обширной площади – в разных точках населенного пункта, области, государства, части света или в целом планеты. Перечислим виды глобальных сетей и кратко охарактеризуем их.

Виды глобальных сетей

Наибольшую популярность среди всех существующих глобальных сетей обрел Интернет. Он связывает массу разнообразных компьютерных сетей и вычислительных машин, передача сведений между которыми происходит по линиям общественных телекоммуникаций. Для хранения информации в этой сети применяются серверы, услуги базируются на связи клиент-сервер, а информационный обмен происходит по скоростным каналам связи либо магистралям. Также к категории WAN относятся менее известные сети, включая FidoNet, EUNet, EARNet, CREN.

Из-за значительного территориального охвата создание таких сетей требует огромных капиталовложений, поэтому зачастую их организовывают большие телекоммуникационные компании с целью предоставления абонентам платных услуг. Так появляются публичные (общественные) сети. Иногда WAN организовываются в форме частных сетей больших корпораций для их внутренних потребностей. Так появляются частные WAN.

Бывают и сочетания вышеперечисленных форм – когда корпоративная сеть использует ресурсы общественной WAN совместно со своими собственными. К примеру, территориальные сети нередко организовываются на арендуемых каналах связи. Помимо вычислительных глобальных сетей, встречаются и иные типы коммуникаций, применяемых для информационного обмена. В частности, это телексная, телефонные и телеграфные сети.

Какие есть глобальные сети по типу арендуемых компонентов?

Сравним, какие существуют разновидности глобальных сетей по категории арендуемых ресурсов. Бывают сети, созданные:

При помощи коммутации пакетов – для создания связи между ЛВС и компьютерами применяются технологии WAN: Х.25, frame relay, АТМ, SMDS. Также есть возможность использовать услуги территориальных сетей TCP/IP. Они представлены и в варианте Интернета, и в качестве сдаваемых в аренду WAN коммерческого характера TCP/IP.
С применением коммутации каналов. Ими могут выступать аналоговые телефонные коммуникации либо цифровые сети с внедрением услуг ISDN. Первые часто обладают низкокачественными каналами и долго устанавливают связь. Цифровые системы лишены этих недостатков.
С применением выделенных каналов – они арендуются у компаний, владеющих каналами дальней связи либо сдающих в аренду городские или региональные каналы. Посредством таких линий удается:

создать территориальную сеть, применив арендованные линии для связи промежуточных коммутаторов пакетов;
не устанавливать транзитные коммутаторы пакетов, функционирующих по технологии WAN, а соединить выделенными каналами ЛВС или прочих абонентов.

В плане трафика оптимальной является работа WAN по методу коммутации пакетов. Как правило, при идентичных значениях скорости доступа такой вариант минимум вдвое доступнее, чем публичная телефонная сеть, функционирующая по технологии коммутации каналов. Но нередко такая WAN в конкретном городе оказывается недоступной, а есть сети, готовые предоставить выделенные каналы. В результате, при формировании своей сети иногда выгодно использовать ресурсы, арендовав их у обладателей телефонной либо первичной сети.

Сети доступа и магистральные сети

При описании, какие бывают глобальные сети, можно классифицировать их на 2 основные категории:

Магистральные – они применяются для создания одноранговых связей между масштабными ЛВС, принадлежащими крупным подразделениям предприятия. Поскольку на магистрали соединяются потоки множества подсетей, от таких территориальных сетей требуется существенная пропускная способность и постоянное наличие сетевого доступа.
Сети доступа – востребованы при соединении малых ЛВС и отдельных удаленных ПК с центральной ЛВС предприятия. Они предоставляют оперативный доступ к корпоративной информации сотрудников, пребывающих в разных городах или даже странах.

Предлагаем вам также ознакомиться с нашим предыдущим материалом о том, что представляет собой администрирование компьютерных сетей.

Читайте также: