Единичные компьютеры работают автономно, практически все они подключены к сетям. Последние упрощают обмен информацией, её обработку, автоматизируют производственные и бизнес-процессы. Рассмотрим, что такое локальная и глобальная компьютерные сети. Назовём принципиальные отличия между ними. Расскажем о сферах применения.
Локальные и глобальные компьютерные сети в информатике
Надобность в быстрой коммуникации, общем доступе к оборудованию (принтерам, накопителям) и совместной работе над проектами способствует стремительному подключению ПК к сети. Для объединения машин (узлов, клиентов) они должны работать с одинаковыми программами, протоколами передачи данных, обладать общими аппаратными ресурсами.Компьютерная сеть (КС) – это ряд ПК и прочего оборудования, объединённого в единую систему. Для её построения нужны:
- Интерфейс для обмена информацией, организации совместного доступа к программным, техническим, аппаратным ресурсам.
- Сами ПК с сетевыми адаптерами для работы по выбранному интерфейсу (проводному – витая пара, оптоволокно, беспроводному – Wi-Fi).
- Оборудование – организует работу узлов структуры.
- Программная среда – обеспечивает взаимодействие оборудования (службы, приложения, протоколы).
Рассмотрим, какими бывают компьютерные сети, их топологии, особенности функционирования.
Локальные
Различают несколько способов объединения вычислительных машин. Наиболее распространённый – локальные компьютерные сети (ЛКС, ЛС, LAN), в информатике – это объединение ПК и оборудования, расположенного на географически ограниченном пространстве: офис, здание или несколько (банк, учебное заведение), город. Потенциал объединения порой ограничивается десятками километров. Главная цель создания – быстрый беспроблемный обмен информацией, доступ участников ЛВС к программным и аппаратным ресурсам.Задачи и назначение «локалок»:
- Доступ к общим аппаратным ресурсам – принтерам и программным, например, сервисам компании.
- Распределение ресурсов и приложений – все участники имеют доступ к установленным на сервере программам, и хранящимся на нём базам данных.
- Обмен документами и сообщениями – коммуникация между работниками, геймерами.
- Совместная работа над проектами.
- Экономия на приобретении программного обеспечения при покупке групповой лицензии.
Корпоративная сеть (КС) – это ЛС, созданная для сотрудников организации, предприятия, независимо от географического места расположения её узлов. Подразделения одного банка, находящиеся в разных городах, объединяются в КС через интернет. Это закрытые структуры, доступ к которым есть у ограниченного числа пользователей, обычно – сотрудников фирмы, обслуживающих их IT-компаний.
Топология
ЛКС характеризуются конфигурацией построения, топологией – способом соединения входящих в них компьютеров. Различают три структуры организации сетей.
- Шинная – клиенты подключаются к общедоступному интерфейсу. Характеризуется низкой стоимостью, простотой организации и расширения, отсутствием централизованного управления.
- Кольцевая – ПК подключаются посредством однонаправленного интерфейса, который усложняет создание сети и управление ею. Если один узел выйдет из строя или отключится, произойдёт сбой в работе структуры.
- Звёздная – компьютеры объединяются посредством сервера – центральной, главной рабочей станции – мощного ПК. Взаимодействуют элементы структуры исключительно через сервер, который управляет функционированием LAN. Если он выйдет из строя, сеть «ляжет».
- Иерархическая или древовидная – расширенная звёздная топология, где компьютеры подключаются к серверам низкого уровня, а те – к центральным ПК, расположенным выше по иерархии. При отказе сервера работать перестанет одна ветвь структуры.
В зависимости от метода организации соединения различают два типа локальных сетей:
- Одноранговые – все машины равноправны, одна для другой выступают как серверы либо клиенты.
- С выделенным сервером – машины взаимодействуют через центральный или главный компьютер.
Глобальные
Глобальные компьютерные сети (ГКС, WAN) – объединение ЛКС, отдельных ПК и прочего оборудования независимо от расстояния в одну структуру. Объединяет региональные «локалки», где передача данных организована по разным интерфейсам и технологиям, в масштабные, охватывающие континенты сеть. В состав входят многочисленные серверы, управляющие её функционированием, и шлюзы – согласовывают функционирование сетей, работающих на основе различных протоколов.
Применяются для коммуникации разнесённых на большие расстояния компьютеров, фонового обмена файлами, удалённого управления хостами, совместной работы. Для подключения клиентов к ГКС применяется более сложное оборудование и ПО, алгоритмы контроля, проверки целостности и восстановления потерянной информации. Характеризуется значительными потерями и задержками при обмене данными из-за применения разнообразных линий связи, множества хостов, по которым информация проходит от одного адресата к другому.
Отличия между локальными и глобальными сетями
Провести чёткую линию между WAN и LAN сложно, но ряд отличий между ними прослеживается:- Протяженность, расстояние между узлами. Для ЛКС – от нескольких метров до десятков километров; применяются проводные и беспроводные линии связи (Wi-Fi). Коммуникации монтируются с нуля. Для ГКС расстояния могут исчисляться тысячами километров, в основном задействуют существующие коммуникации.
- Сложность алгоритмов обмена информацией. Из-за низкой надёжности WAN требуют дополнительное оборудование и методы обработки сигналов: модуляция, проверка целостности, повторная отправка повреждённых кадров.
- Пропускная способность. Скорость в локальных сетях достигает 100 Мбит, 1 и 10 Гбит в секунду, для глобальных – 100, реже 200-300 Мбит при использовании оптоволоконных линий связи. Для беспроводных соединений ширина канала исчисляется десятками мегабит.
- Задержки – оперативность реакции на запросы в LAN – несколько миллисекунд, в WAN – десятки-сотни мс.
- Масштабируемость – глобальным структурам присуща хорошая масштабируемость, расширить «локалку» сложно и дорого.
Для локальной сети не характерно объединение компьютеров, разнесённых на значительное расстояние. У неё всегда есть владелец. Глобальная предоставляет больший перечень услуг и возможностей. За подключение к ней необходимо платить.
Как вы считаете, материал был полезен?