В ЛВС применяются две архитектуры. Архитектура клиент – сервер позволяет эффективно использовать ресурсы сервера – некоторого выделенного компьютера, обеспечивающего выполнение заданий компьютеров – клиентов. Одноранговая архитектура предполагает, что все подключенные к сети компьютеры имеют одинаковые права. Все ЛВС работают в стандарте OSI.
Современные ЛВС организованы по принципу логической кольцевой сети.
В рамках одного предприятия сеть обеспечивает потенциальный подъем информационного комплекса и значительное ускорение производственного процесса. При сетевом объединении персональных компьютеров в виде внутрипроизводственной вычислительной сети реализуются:
- Разделение ресурсов, что позволяет экономно использовать ресурсы, например управлять периферийными устройствами, такими, как лазерные печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций;
- Разделение данных, тем самым предоставляется возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации;
- Разделение программных средств, оно обеспечивает одновременное использование централизованных, ранее установленных программных средств;
- Разделение ресурсов процессора, что дает возможность использовать вычислительные мощности для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции;
- Многопользовательский режим. Многопользовательские свойства системы содействуют одновременному использованию централизованных прикладных программных средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа отодвигается на задний план.
Компонентами локальной сети являются обычные РС, которые подключаются в сеть с помощью сетевой карты. Сеть устанавливается относительно легко, но должны еще конфигурироваться сетевые карты. В больших сетях для решения специальных задач могут выделяться отдельные РС, например сервер печати для управления принтером или коммуникационный сервер для связи с модемами и т.п. К тому же необходимо пользователям или группам пользователей назначить соответствующие права доступа к ресурсам сети.
Центральная роль в сети принадлежит файловому серверу. В качестве него используется достаточно мощный РС с развитой периферией. В качестве рабочих станций могут использоваться менее мощные РС. Дорогие периферийные устройства, такие, как сканер, модем, жесткие сменные диски и т.п., необходимо устанавливать лишь на одной рабочей станции, так как в сети эти ресурсы доступны всем пользователям.
5. Городские сети.
Городские сети (MAN – MetropolitanAreaNetwork – городская сеть) объединяют локальные сети различных предприятий и организаций, находящихся, как правило, в пределах города или аналогичного по площади района.
Для соединения локальных сетей с однотипным аппаратным оборудованием и программным обеспечением используются так называемые мосты. Роль моста может играть специальная сетевая плата, вставляемая внутрь компьютера, или же отдельный компьютер со специальным программным обеспечением.
Для соединения локальных сетей с различными аппаратными и программными средствами в каждой из сетей выделяется специализированный компьютер, который называется шлюзом. Шлюзы каждой из сетей соединяются друг с другом с помощью линий связи и обеспечивают преобразование и пересылку информации от сети с одним методом ее передачи к сети с другим методом.
В городских компьютерных сетях в качестве линии связи может использоваться существующая телефонная сеть. Однако прямое применение в компьютерных сетях традиционных способов связи невозможно. Дело в том, что информация в компьютере имеет форму дискретного двоичного кода, в то время как указанных линиях связи форма представления – непрерывный, аналоговый сигнал. Поэтому для передачи информации по телефонным линиям ее необходимо предварительно преобразовать из формы двоичного кода в непрерывный электрический сигнал. Для этой цели используется модулятор. Непрерывный сигнал, принятый по телефонной линии, необходимо преобразовать в форму двоичного кода, «понятную» компьютеру. Эту операцию выполняет демодулятор. Модулятор и демодулятор чаще всего объединены в одном устройстве, которое называется модем.
Предполагается, что в будущем существующие сейчас телефонные линии будут повсеместно заменены линиями, основанными на цифровой форме представления информации (линии ISDN - IntergratedServicesDitialNetwork – цифровая сеть с интегрированными службами). Цифровая форма обеспечивает значительно более высокое качество и скорость передачи информации. При переходе к цифровой связи необходимость в модемах отпадает, так как форма сигнала в цифровой телефонной сети и в компьютере одинаковая – цифровая.
6. Территориальные или региональные сети.
Территориальные или региональные сети (WAN – WideAreaNetwork – сеть широкой области) объединяют локальные или городские сети, расположенные в различных городах или районах. Такие сети могут охватывать несколько областей, а также целые страны и континенты. В качестве примера территориальных сетей можно указать действующие в России сети: Relcom (ReliableCommunications – надежные коммуникации), Relarn, Rosnet, Sprint, Unicom, Роспак и ряд других. В качестве линий связи в таких сетях, в основном, используются телефонные линии и оптоволоконные каналы.
7. Глобальные сети.
Глобальные сети (ГВС – Глобальная Вычислительная Сеть, globalnetwork). По мере роста и развития территориальных сетей возникали устойчивые соединения и связи между ними. Таким образом появились глобальные сети. Сети планетарного масштаба, охватывающие все континенты Земли. Например, сети Usenet, Fidonet, Internet. В качестве абонентов в ней могут выступать как отдельные ПК, мак и группы ПК, объединенные в локальные вычислительные сети. Фрагменты глобальных сетей соединяются друг с другом с помощью спутниковой связи, радиосвязи, телефонных линий и оптоволоконных каналов.
8. Пропускная способность сети.
Кроме дальности линии связи характеризуются пропускной способностью, еще одной, очень важной величиной, существенно влияющей на эффективность сети. Пропускной способностью называется максимальное количество битов информации, которое может быть передано по линии связи за одну секунду – бит/с или бод. Кроме того, используются кратные единицы: килобит в секунду (Кбит/с) равен 1000 бод; мегабит в секунду (Мбит/с) равен 100 Кбит/с или 1 000 000 бод; гигабит в секунду (Гбит/с) равен 1 000 Мбит/ или 1 000 000 000 бод. Чем выше пропускная способность, тем удобнее работа в сети и тем меньше время ожидания передаваемой информации. Используемые в настоящее время линии связи имеют очень большой разброс по пропускной способности: от десятков килобит в секунду (что очень мало), и 10 Мбит/с у электрического кабеля типа Ethernet до 1 Гбит/с и выше у оптоволоконного кабеля.
Одной из основных характеристик модемов является скорость, с которой они обеспечивают преобразование и передачу информации. Современные модемы работают со скоростями от 2 400 до 115 200 бод. Типичными являются скорости 9 600, 14 400, 19 200, 28 800, 38 400 и 57 600 бод.
9. Функциональные структуры сетей.
Ресурсы, компьютера, к которым разрешено обращение с других компьютеров сети, называются сетевыми ресурсами. Такими устройствами чаще всего являются диски (сетевые диски) и принтеры (сетевые принтеры). Ресурсы компьютера, недоступные для других компьютеров сети, называются локальными.
Сеть, в которой все компьютеры имеют совершенно одинаковые права и могут использовать сетевые ресурсы друг друга, называется одноранговой. Обычно в одноранговую сеть объединяется небольшое число компьютеров (в пределах нескольких десятков), на которых работает группа сотрудников, занятых решением одной и той же задачи. Каждый из сотрудников, работая на любом компьютере сети, может использовать сетевые ресурсы любого другого компьютера.
В более развитых сетях существует специализация компьютеров. Одни компьютеры, как правило, более мощные , предоставляют свои ресурсы другим компьютерам, а последние - используют эти ресурсы для своих целей. В этом случае сеть относится к типу клиент – сервер.
Сервером называется компьютер, который предоставляет свои сетевые ресурсы другим компьютерам.
Иногда в названии сервера указывается характер предоставляемых ресурсов или услуг. Например, название почтовый сервер означает сервер, предоставляющий почтовые услуги. То есть пересылку сообщений между компьютерами сети. Сервер должен иметь высокую производительность, большой объем оперативной и дисковой памяти.
Клиентом называется компьютер или набор аппаратных средств, который использует в своей работе ресурсы другого компьютера.
Как правило, в качестве клиентов используются стандартные персональные компьютеры. В этом случае часть работы выполняется на клиентской машине, а при возникновении потребности в каком – либо дополнительном ресурсе происходит обращение к серверу. В некоторых случаях клиентом может быть набор аппаратуры, состоящий только из клавиатуры и дисплея. Такой набор называют простым терминалом. В этом случае вся обработка информации выполняется на серверах, а пользователь, работая на клавиатуре, передает запросы к серверам и получает от них ответ на дисплее.