Введение в вычислительные сети. Сети с каммутацией пакетов, дейтаграммные механизмы и механизм виртуальных каналов.

Вычислительная сеть вычислительный комплекс, включающий территориально распределенную системукомпьютеров и их терминалов, объединенных в единую систему.

Локальная сеть, Local Area Network (LAN)- объединяет компьютеры, как правило, одной организации, которые располагаются компактно в одном или нескольких зданиях.

Размер локальной сети не превышает нескольких километров. Небольшие расстояния между компьютерами экономически оправдывают прокладку новых высококачественных линий связи, которые позволяют использовать простые алгоритмы и процедуры передачи данных и относительно дешевые коммуникационные устройства. Пропускная способность современных локальных сетей достигает 1000 Мбит/с. Время обращения к сетевым ресурсам соизмеримо со временем обращения к локальным ресурсам рабочей станции.
Высокое качество передачи данных дает возможность сети предоставлять пользователю широкий спектр услуг: файловую службу, печать, факс, электронную почту, сканер, базы данных и другие услуги, реализация которых отдельно на локальном компьютере непозволительно дорога. Каналы связи могут использоваться совместно сразу многими компьютерами сети. При этом возможно использование современных методов передачи данных, позволяющих сгладить неравномерность нагрузки на линии связи при передаче компьютерных данных (метод коммутации пакетов описывается далее).
Локальные сети обладают плохой масштабируемостью, так как используемые в них технологии накладывают жесткие ограничения на длину линий связи и количество подключаемых компьютеров.

Глобальные сети, Wide Area Network (WAN)- объединяют компьютеры, которые могут располагаться на значительном расстоянии друг от друга. В общем случае компьютер может находиться в любой точке земного шара. Это обстоятельство, делает экономически невозможным прокладку линий связи к каждому компьютеру. При организации WAN-сетей используются уже существующие линии связи, например, телефонные линии.

Эти линии прокладывались для целей, отличных от передачи компьютерных данных. Качество таких линий связи, как правило, С очень низкое, что требует использования специальных сложных алгоритмов и процедур передачи данных и дорогой аппаратуры. Скорость обмена данных существенно ниже, чем в LAN-сетях. Количество предоставляемых услуг меньше. Линия связи, как правило, используется монопольно отдельной парой компьютеров на время их связи, что не способствует эффективному использованию каналов связи.
Глобальные сети обладают хорошей масштабируемостью. Подключение дополнительных компьютеров практически не влияют на общие показатели всей сети.

Городская сеть (или сети мегаполисов) - Metropolitan Area Network - MAN - не очень распространенный тип компьютерной сети. Эти сети появились сравнительно недавно. Они разработаны для обслуживания территории крупного города - мегаполиса.

Городская сеть занимает промежуточное положение между локальной сетью и Глобальной сетью.

Городские сети, как правило, используют цифровые магистральные линий связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и последующего соединения локальных сетей с глобальными.

Первоначально сети мегаполисов были разработаны только для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста (см. например IP телефония). Так получилось, что разворачивание сетей МAN выпало на долю местных телефонных компаний, которые никак не могли привлечь к себе внимание из-за своих низких технических возможностей. Поэтому эти компании, чтобы как-то выжить среди жестокой конкуренции, всерьез взялись "штурмовать" самые новые сетевые технологии и внедрять их в жизнь. Сети мегаполисов являются общественными сетями, и поэтому их услуги обходятся дешевле, чем построение собственной (частной) сети в пределах города.

Коммутация пакетов (англ. packet switching) — способ доступа нескольких абонентов к общей сети, при котором информацияразделяется на части небольшого размера (так называемые пакеты), которые передаются в сети независимо друг от друга. Узел-приёмник собирает сообщение из пакетов. В таких сетях по одной физической линии связи могут обмениваться данными много узлов.

При коммутации пакетов все передаваемые пользователем данные разбиваются передающим узлом на небольшие (до нескольких килобайт) части — пакеты (packet). Каждый пакет оснащается заголовком, в котором указывается, как минимум, адрес узла-получателя и номер пакета. Передача пакетов по сети происходит независимо друг от друга. Коммутаторы такой сети имеют внутреннюю буферную память для временного хранения пакетов, что позволяет сглаживать пульсации трафика на линиях связи между коммутаторами. Пакеты иногда называют дейтаграммами(datagram), а режим индивидуальной коммутации пакетов — дейтаграммным режимом.