Класифікація комп’ютерних мереж

На сьогоднішній день існує багато способів класифікації КМ. В основу таких класифікацій покладено різні критерії. Розглянемо одну з таких класифікацій [1, 4, 17].

За способом організації мережі підрозділяються на реальні та штучні. Штучні мережі (псевдомережі) дозволяють зв’язувати комп’ютери разом через послідовні або паралельні порти та не мають потреби в додаткових пристроях. Іноді зв’язок у такій мережі називають зв’язком за нуль-модемом (модем не використовується). Штучні мережі використовуються коли необхідно надіслати інформацію з одного комп’ютера на іншій. Основний їх недолік- низька швидкість передачі даних і можливість з’єднання лише двох комп’ютерів.

Реальні мережі дозволяють зв’язувати комп’ютери за допомогою спеціальних пристроїв комутації та фізичного середовища передачі даних. Основний їх недолік - необхідність у додаткових пристроях.

Надалі вживаючи термін КМ будемо мати на увазі реальні мережі. Все різноманіття КМ можна класифікувати за такими групами ознак:

1) територіальна поширеність;

2) відомча приналежність;

3) швидкість передачі інформації;

4) тип середовища передачі;

5) топологія;

6) організація взаємодії комп’ютерів.

За територіальною поширеністю мережі можуть бути локальними, глобальними, і регіональними. У класифікації мереж існує два основних терміни: LAN і WAN.

Локальні LAN (Local Area Network) - це мережі, що покривають невеликі території не більшу ніж 1000-2000 м². В загальному випадку ЛКМ є комунікаційною системою, що належить одній організації. Внаслідок коротких відстаней в ЛКМ є можливість використання відносно дорогих високоякісних ліній зв’язку, які дозволяють, застосовуючи прості методи передачі даних, досягати високих швидкостей обміну даними (до 100Мбіт/c і вище). У зв’язку з цим послуги, що надаються локальними мережами, відрізняються широкою різноманітністю і зазвичай передбачають реалізацію в режимі on-line.

Глобальні WAN (Wide Area Network) – розташовані на території держави або групи держав. ГКМ покриває великі географічні регіони, що містять як ЛКМ, так і інші телекомунікаційні мережі та пристрої. Приклад WAN – мережа з комутацією пакетів (Frame relay), через яку можуть „розмовляти” між собою різні комп’ютерні мережі.

Регіональні (міські) MAN (Metropolitan Area Network) - розташовані на території міста або області і призначені для їх обслуговування. ЛКМ найкраще підходять для розділення ресурсів на малих відстанях, а ГКМ забезпечують роботу на великих відстанях, але з обмеженою швидкістю і невеликим набором послуг, міські комп’ютерні мережі (МКМ) займають проміжне місце. Вони використовують цифрові магістральні лінії зв’язку (часто оптоволоконні), зі швидкостями від 45 Мбіт/с, і призначені для зв’язку ЛКМ в масштабах міста та з’єднання локальних мереж з глобальними. Спочатку МКМ були розроблені для передачі даних, але зараз вони підтримують і такі послуги, як відеоконференції та інтегральну передачу голосу і тексту. Розвиток технології МКМ здійснювався місцевими телефонними компаніями і щоб зайняти гідне місце у світі КМ, місцеві підприємства зв’язку зайнялися розробкою мереж на основі найсучасніших технологій, наприклад технології комутації комірок SMDS або ATM.

Термін „корпоративна мережа” також використається в літературі для позначення об’єднання кількох мереж, кожна з яких може бути побудована на різних технічних, програмних та інформаційних принципах.

ЛКМ є мережами закритого типу. Доступ до них дозволений тільки обмеженому колу користувачів, для яких робота в такій мережі безпосередньо пов’язана з їх професійною діяльністю. ГКМ є відкритими й орієнтованими на обслуговування будь-яких користувачів.

За приналежністю розрізняють відомчі та державні мережі. Відомчі належать одній організації та розташовуються на її території. Державні мережі - використовуються у державних структурах.

За швидкістю передачі інформації КМ діляться на:

- низкошвидкісні (до 10 Мбіт/с);

- середньошвидкісні (до 100 Мбіт/с);

- високошвидкісні (понад 100 Мбіт/с).

Для визначення швидкості передачі даних у мережі широко використається бод.

Бод - одиниця швидкості передачі сигналу, вимірюється числом дискретних переходів або подій за секунду. Якщо кожна подія є одним бітом, бод еквівалентний біт/сек (bits per second, bps). В реальних комунікаціях це часто не виконується (на відміну від бодів бітами за секунду вимірюється ефективний об’єм інформації без врахування службових бітів (стартові біти, стопові, біти парності), які використовуються у випадку асинхронної передачі). Томутермин „бод” часто неправильно використовують у значенні „біт/сек.” В дійсності, швидкість зміни сигналу залежить від типу модуляції. Наприклад, у модемах використовується квадратурна модуляція, і однією зміною рівня сигналу може кодуватися кілька (до 16) біт інформації. Наприклад, при швидкості зміни сигналу 2400 бод, швидкість передачі може дорівнювати 9600 біт/c, завдяки тому, що в кожному часовому інтервалі надсилається 4 біти.

За типом середовища передачі мережі розділяються на:

- провідні - коаксіальні, на скручений парі, оптоволоконні;

- безпровідні - з передачею інформації з радіоканалів, в інфрачервоному діапазоні.

За топологією КМ поділяють на повнозв’язні та неповнозв’язні. Останні, в свою чергу можуть бути коміркові, типу „загальна шина”, „зірка” „кільце”, а також змішаного типу. Оскільки топології КМ є окремою, досить важливою темою - детальніше це питання розглядається у розділі 2.1 даного посібника.

За організацією взаємодії комп’ютерів, мережі ділять на однорангові (Peer-to-Peer Network) і з виділеним сервером (Dedicated Server Network).

Всі комп’ютери однорангової мережі рівноправні. Будь-який користувач мережі може одержати доступ до даних, що зберігається на будь-якому іншому комп’ютері. Однорангові мережі можуть бути організовані за допомогою таких ОС, як LANtastic, Windows 3.11, Novell Netware Lite. Зазначені програми працюють як з DOS, так і з Windows. Однорангові мережі можуть бути організовані також на базі всіх сучасних 32-розрядних OC - Windows 9x\ME\2k, Windows NT workstation, OS/2) тощо.

Переваги однорангових мереж:

- найпростіші в установці та експлуатації;

- ОС DOS і Windows мають всі необхідні функції, що дозволяють будувати однорангову мережу.

До недоліку можна віднести ускладнення питань захисту інформації. Отже, даний спосіб організації мережі використається для мереж з невеликою кількістю (зазвичай до 10) комп’ютерів і там, де питання захисту даних не є принциповим.

В ієрархічній мережі при встановленні мережі заздалегідь виділяються один або кілька комп’ютерів (серверів), які керують обміном даних по мережі та розподілом ресурсів. Будь-який комп’ютер, що має доступ до послуг сервера називають клієнтом мережі або робочою станцією. Сам сервер може бути клієнтом тільки сервера більш високого рівня ієрархії. Тому ієрархічні мережі іноді називаються мережами з виділеними серверами.

До недоліків ієрархічної мережі, у порівнянні з одноранговими мережами, відносять:

- необхідність додаткової ОС для сервера;

- більше висока складність установки й модернізації мережі;

- необхідність виділення окремого комп’ютера як сервер.

Розрізняють дві технології використання сервера: технологію файл-сервера та архітектуру клієнт-сервер.

У першій моделі використовується файловий сервер, на якому зберігається більшість програм і даних. На вимогу користувача йому надсилається необхідна програма та дані. Обробка інформації виконується на робочій станції.

В системах з архітектурою клієнт-сервер обмін даними здійснюється між додатком-клієнтом (front-end) і додатком-сервером (back-end). Зберігання даних і їх обробка здійснюється на потужному сервері, що виконує також контроль за доступом до ресурсів і даних. Робоча станція одержує тільки результати запиту. Розробники додатків з обробки інформації зазвичай використовують цю технологію.