Визначення локальної мережі

Способи і засоби обміну інформацією за останній час запропоновано численність: від най простішого переносу файлів за допомогою дискети до всесвітньої комп’ютерної мережі Інтернет, спроможною об’єднати всі комп’ютери світу. Яке ж місце в цій ієрархії відводиться локальним мережам?

Частіше за все термін "локальні мережі" або "локальні обчислювальні мережі" (LAN, Local Area Network) розуміють буквально, то є такі мережі, котрі мають невеликі, локальні розміри, з’єднують близько розташовані комп’ютери. Але достатньо подивитися на характеристики деяких теперішніх локальних мереж, щоб зрозуміти, що таке визначити не точно. Наприклад, деякі локальні мережі легко забезпечують зв'язок на відстані декількох десятків кілометрів. Це вже не розміри кімнати, не будівлі, не близько розташованих будівель, а, може бути навіть цілого міста. З другого боку, по глобальній мережі (WAN, Wide Area Network або GAN, Global Area Network) повністю можуть зв’язуватися комп’ютери, знаходячись на сусідніх столах в одній кімнаті, но її чомусь ніхто називає мережею. Близько розташовані комп’ютери можуть зв’язуватись за допомогою кабелю з’єднуючого роз'єми зовнішніх інтерфейсів (RS232-C, Centronics) або навіть без кабелю по інфрачервоному каналу (IrDA). Но такий зв'язок чомусь також не називається локальним.

Невірно і задоволено визначення локальної мережі, що часто зустрічається, як малій мережі, яка об'єднує невелику кількість комп'ютерів. Дійсно, як правило, локальна мережа зв'язує від двох до декількох десятків комп'ютерів. Але граничні можливості сучасних локальних мереж набагато вищі: максимальне число абонентів може досягати тисячі. Називати таку мережу малої неправильно.

Деякі автори визначають локальну мережу як "систему для безпосереднього з'єднання багатьох комп'ютерів". При цьому мається на увазі, що інформація передається від комп'ютера до комп'ютера без яких-небудь посередників і по єдиній середі передачі. Проте говорити про єдину середу передачі в сучасній локальній мережі не доводиться. Наприклад, в межах однієї мережі можуть використовуватися як електричні кабелі різних типів (витаючи пара, коаксіальний кабель), так і оптоволоконні кабелі. Визначення передачі "без посередників" також не коректно, адже в сучасних локальних мережах використовуються репітери, трансивери, концентратори, комутатори, маршрутизатори, мости, які деколи проводять досить складну обробку передаваної інформації. Не зовсім зрозуміло, чи можна вважати їх за посередників чи ні, чи можна рахувати подібну мережу локальної.

Напевно, найточніше було б визначити як локальну таку мережу, яка дозволяє користувачам не помічати зв'язку. Ще можна сказати, що локальна мережа повинна забезпечувати прозорийзв'язок. По суті, комп'ютери, зв'язані локальною мережею, об'єднуються в один віртуальний комп'ютер, ресурси якого можуть бути доступні всім користувачам, причому цей доступ не менш зручний, чим до ресурсів, що входять безпосередньо в кожен окремий комп'ютер. Під зручністю в даному випадку розуміється висока реальна швидкість доступу, швидкість обміну інформацією між додатками, практично непомітна для користувача. При такому визначенні стає зрозуміло, що ні повільні глобальні мережі, ні повільний зв'язок через послідовний або паралельний порти не потрапляють під поняття локальної мережі.

З даного визначення виходить, що швидкість передачі по локальній мережі обов'язково повинна рости у міру зростання швидкодії найбільш поширених комп'ютерів. Саме це і спостерігається: якщо ще десять років тому за цілком прийнятну вважалася швидкість обміну в 10 Мбіт/с, то зараз вже среднескоростной вважається мережа, що має пропускну спроможність 100 Мбіт/с, активно розробляються, а подекуди використовуються засоби для швидкості 1000 Мбіт/с і навіть більше. Без цього вже не можна, інакше зв'язок стане дуже вузьким местомом, надмірно уповільнюватиме роботу об'єднаного мережею віртуального комп'ютера, знижуватиме зручність доступу до мережевих ресурсів.

Таким чином, головна відзнака локальної мережі від будь-якої іншої - висока швидкість передачі інформації по мережі. Але це ще не все, не менш важливі і інші чинники.

Зокрема, принципово необхідний низький рівень помилок передачі, викликаних як внутрішніми, так і зовнішніми чинниками. Адже навіть дуже швидко передана інформація, яка спотворена помилками, просто не має сенсу, її доведеться передавати ще раз. Тому локальні мережі обов'язково використовують високоякісні і добре захищені від перешкод лінії зв'язки, що спеціально прокладаються.

Особливе значення має і така характеристика мережі, як можливість роботи з великими навантаженнями, тобто з високою інтенсивністю обміну (або, як ще говорять, з великим трафіком). Адже якщо механізм управління обміном, використовуваний в мережі, не дуже ефективний, то комп'ютери можуть довго чекати своєї черги на передачу. І навіть якщо ця передача проводитиметься потім на високій швидкості і безпомилково, для користувача мережі така затримка доступу до всіх мережевих ресурсів неприйнятна. Адже йому не поважно, чому доводиться чекати.

Механізм управління обміном може гарантовано успішно працювати тільки у тому випадку, коли заздалегідь відомо, скільки комп'ютерів (або, як ще говорять, абонентів, вузлів) допустимо підключити до мережі. Інакше завжди можна включити стільки абонентів, що унаслідок перевантаження забуксує будь-який механізм управління. Нарешті, мережею можна назвати тільки таку систему передачі даних, яка дозволяє об'єднувати до декількох десятків комп'ютерів, але ніяк не два, як в разі зв'язку через стандартні порти.

Таким чином, сформулювати відмітні ознаки локальної мережі можна таким чином:

• Висока швидкість передачі інформації, велика пропускна спроможність мережі. Прийнятна швидкість зараз - не менше 10 Мбіт/с.

• Низький рівень помилок передачі (або, що теж саме, високоякісні канали зв'язку). Допустима вірогідність помилок передачі даних має бути порядка 10-8 - 10-12.

• Ефективний, швидкодіючий механізм управління обміном по мережі.

• Заздалегідь чітко обмежена кількість комп'ютерів, що підключаються до мережі.

При такому визначенні зрозуміло, що глобальні мережі відрізняються від локальних перш за все тим, що вони розраховані на необмежене число абонентів. Крім того, вони використовують (або можуть використовувати) не дуже якісні канали зв'язку і порівняно низьку швидкість передачі. А механізм управління обміном в них не може бути гарантовано швидким. У глобальних мережах набагато важливіше не якість зв'язку, а сам факт її існування.

Нерідко виділяють ще один клас комп'ютерних мереж - міські, регіональні мережі (MAN, Metropolitan Area Network), які зазвичай по своїх характеристиках ближче до глобальних мереж, хоча інколи все-таки мають деякі риси локальних мереж, наприклад, високоякісні канали зв'язку і порівняно високі швидкості передачі. В принципі міська мережа може бути локальною зі всіма її перевагами.

Правда, зараз вже не можна провести чіткий кордон між локальними і глобальними мережами. Більшість локальних мереж мають вихід в глобальну. Але характер передаваної інформації, принципи організації обміну, режими доступу до ресурсів усередині локальної мережі, як правило, сильно відрізняються від тих, що прийняті в глобальній мережі. І хоча всі комп'ютери локальної мережі в даному випадку включені також і в глобальну мережу, специфіки локальної мережі це не відміняє. Можливість виходу в глобальну мережу залишається всього лише одним з ресурсів, що розділяються користувачами локальної мережі.

По локальній мережі може передаватися сама різна цифрова інформація: дані, зображення, телефонні розмови, електронні листи і так далі До речі, саме завдання передачі зображень, особливо повнокольорових динамічних, пред'являє найвищі вимоги до швидкодії мережі. Найчастіше локальні мережі використовуються для розділення (спільного використання) таких ресурсів, як дисковий простір, принтери і вихід в глобальну мережу, але це всього лише незначна частка тих можливостей, які надають засоби локальних мереж.

Наприклад, вони дозволяють здійснювати обмін інформацією між комп'ютерами різних типів. Повноцінними абонентами (вузлами) мережі можуть бути не лише комп'ютери, але і інші пристрої, наприклад, принтери, плоттери, сканери. Локальні мережі дають також можливість організувати систему паралельних обчислень на всіх комп'ютерах мережі, що багато разів прискорює вирішення складних математичних завдань. З їх допомогою, як уже згадувалося, можна управляти роботою технологічної системи або дослідницької установки з декількох комп'ютерів одночасно.

Проте мережі мають і досить істотні недоліки, про які завжди слід пам'ятати:

• Мережа вимагає додаткових, інколи значних матеріальних витрат на покупку мережевого устаткування, програмного забезпечення, на прокладку сполучних кабелів і навчання персоналу.

• Мережа вимагає прийому на роботу фахівця (адміністратора мережі), який займатиметься контролем роботи мережі, її модернізацією, управлінням доступом до ресурсів, усуненням можливих несправностей, захистом інформації і резервним копіюванням. Для великих мереж може знадобитися ціла бригада адміністраторів.

• Мережа обмежує можливості переміщення комп'ютерів, підключених до неї, оскільки при цьому може знадобитися перекладання сполучних кабелів.

• Мережі є прекрасною середою для розповсюдження комп'ютерних вірусів, тому питанням захисту від них доведеться приділяти значно більше уваги, чим в разі автономного використання комп'ютерів. Адже досить інфікувати один, і всі комп'ютери мережі будуть уражені.

• Мережа різко підвищує небезпеку несанкціонованого доступу до інформації з метою її крадіжки або знищення. Інформаційний захист вимагає проведення цілого комплексу технічних і організаційних заходів.

Ніщо не дається дарма. І треба добре подумати, чи варто підключати до мережі всі комп'ютери компанії, або частку з них краще залишити автономними. Можливо, що мережа взагалі не потрібна, оскільки породить значно більше проблем, чим дозволить вирішити.

Тут же слід згадати про такі найважливіші поняття теорії мереж, як абонент, сервер, клієнт.

Абонент (вузол, хост, станція) - це пристрій, що підключений до мережі і бере активну участь в інформаційному обміні. Найчастіше абонентом (вузлом) мережі є комп'ютер, але абонентом також може бути, наприклад, мережевий принтер або інший периферійний пристрій, що має можливість безпосередньо підключатися до мережі. Далі в тексті книги замість терміну "абонент" для простоти використовуватиметься термін "комп'ютер".

Серверомназивається абонент (вузол) мережі, який надає свої ресурси іншим абонентам, але сам не використовує їх ресурси. Таким чином, він обслуговує мережу. Серверів в мережі може бути декілька, і зовсім не обов'язково, що сервер - найпотужніший комп'ютер. Виділений (dedicated) сервер - це сервер, що займається тільки мережевими завданнями. Невиділенийсервер може окрім обслуговування мережі виконувати і інші завдання. Специфічний тип сервера - це мережевий принтер.

Клієнтомназивається абонент мережі, який тільки використовує мережеві ресурси, але сам свої ресурси в мережу не віддає, тобто мережа його обслуговує, а він їй тільки користується. Комп'ютер-клієнт також часто називають робочою станцією. В принципі кожен комп'ютер може бути одночасне як клієнтом, так і сервером.

Під сервером і клієнтом часто розуміють також не самі комп'ютери, а програмні застосування, що працюють на них. В цьому випадку те застосування, яке тільки віддає ресурс в мережу, є сервером, а то додаток, який тільки користується мережевими ресурсами - клієнтом.