Различают 3 основных типа ЛВС:
- кабельные;
- воздушные;
- волоконно-оптические.
Кабельные и воздушные линии относятся к проводным линиям, у которых направляющие системы образуются системами «проводник-диэлектрик», а волоконно-оптические линии (еще их называют опто-волокно) представляют собой диэлектрические волноводы, направляющая система которых состоит из диэлектриков с различными показателями преломления.
Оптический кабель состоит из скрученных по определенной системе оптических волокон из кварцевого стекла (световодов), заключенных в общую защитную оболочку. Существующие оптические кабели по своему назначению могут быть классифицированы на 3 группы: магистральные, зоновые и городские. В отдельные группы выделяются подводные, объектовые и монтажные оптические кабели. Их основные характеристики приведены в табл. 2.
Таблица 2 - Основные параметры оптических кабелей
| Тип кабеля | Сердцевина/ Оболочка, мкм | Длина волны, мкм | Дальностьпередачи, км |
| Магистральные | 8/125 | 1,3-1,55 | 1000 |
| Зоновые ОК | 50/125 | 1,3 | 250 |
| Городские ОК | 50/125 | 0,85-1,3 | 10 |
Оптические кабели обладают следующими достоинствами:
- возможность передачи большого потока информации (несколько тысяч каналов);
- малые потери и большая длина трансляционных участков (30-70 и 100 км);
- малые габаритные размеры и масса (в 10 раз меньше, чем электрических кабелей);
- высокая защищенность от внешних воздействий и переходных помех;
- отсутствие искрения и короткого замыкания.
Среди недостатков необходимо отметить подверженность волоконных световодов радиации, за счет которой появляются пятна затемнения и возрастает затухание, а водородная коррозия стекла приводит к микротрещинам световода и ухудшению его свойств.
1.3.3 Серверы и рабочие станции
Сеть представляет собой не просто компьютеры, соединенные вместе кабелем. Сеть - это набор компьютеров, осуществляющих обмен данными между собой с определенными целями. Для удовлетворения таких потребностей каждый компьютер должен осуществлять определенные функции. Независимо от используемых на каждом компьютере приложений все машины сети делятся на два класса: серверы и рабочие станции.
Сервером называют компьютер, предоставляющий свои ресурсы (например, диски) пользователям других компьютеров сети. Как правило, серверы предоставляют свои ресурсы рабочим станциям. Рабочая станция, или клиент, использует ресурсы сервера. Рабочие станции имеют доступ к сетевым ресурсам, но своих ресурсов в общее пользование не предоставляют.
1.3.4 Сети с выделенными серверами и одноранговые сети
Сети с архитектурой клиент-сервер (с выделенным сервером) используют основной сервер для обработки запросов клиентов. Одноранговые сети позволяют любой рабочей станции при необходимости одновременно работать в качестве сервера. В табл. 3 перечислены основные характеристики одноранговых сетей и сетей с выделенным сервером.
Таблица 3 - Требования к архитектурам сетей
| Сети клиент-сервер | Одноранговые сети |
| - специализированный компьютер (выделенный сервер) используется для установки всех разделяемых ресурсов. Такое решение ускоряет доступ пользователей к централизованным ресурсам сети;- сетевое администрирование проще за счет незначительного числа серверов в сети и их узкой специализации;- высокие требования к выделенному серверу для обеспечения высокой производительности требуют установки на сервере большого количества оперативной памяти, диска большого размера и использования в сервере производительного процессора. При нарушении работы сервера сеть становится практически неработоспособной | - сетевые приложения могут быть распределены по многочисленным серверам для повышения производительности сети и снижения расходов;- гибкое разделение ресурсов любого узла сети;- администрирование одноранговой сети может быть сложнее за счет большего числа серверов и более развитых возможностей каждого сервера;- невыделенные серверы медленнее специализированных |
2. Распределенные (глобальные) сети
Сети, объединяющие компьютеры в разных зданиях, городах, странах и континентах, называются распределенными (WAN - WideAreaNetwork). Распределенные сети очень большого масштаба (например, Internet, FIDO) часто называют глобальными. Как правило, распределенные сети состоят из следующих основных составляющих:
- ЛВС как узлы распределенной сети;
- каналы, соединяющие локальные сети;
- оборудование и программное обеспечение, обеспечивающие ЛВС доступ к каналам связи.
Для объединения ЛВС требуется специальное оборудование, к которому относятся:
- повторители (repeaters). Предназначены для усиления полученного из кабельного сегмента сигнала и передачи его в другой сегмент. Для сетей на витой паре они не нужны;
- мосты (bridges). Передают сообщения на основе записей в таблице пересылки, обеспечивают фильтрацию сетевого трафика, сохраняют информацию о всех узлах и соединяют идентичные или разные сети (например, Ethernet и TokenRing);
- маршрутизаторы (routers). Обеспечивают выбор маршрута обмена данными между узлами сети, находят оптимальный путь, оценивая дистанцию в интервалах (hop) - промежутках между двумя соседними маршрутизаторами на пути от отправителя к получателю.
Современные устройства объединяют в себе функции мостов и маршрутизаторов.
2.1 ISDN
Цифровые сети с интеграцией услуг (ISDN - IntegratedServicesDigitalNetwork) были разработаны для предоставления корпоративным и конечным пользователям надежного и быстрого доступа к глобальным сетям. Пропускная способность сетей ISDN в несколько раз больше пропускной способности традиционных телефонных сетей. Стандартные аналоговые модемы преобразуют цифровые сигналы в слышимые тоны, которые передаются от компьютера к АТС, где преобразуются в цифровой сигнал. В результате нескольких преобразований эффективная скорость передачи данных модемами не превышает 28,8 Кбит/с.
Технология ISDN не предполагает преобразование цифровых сигналов в аналоговые и обратно, поэтому скорость передачи по линиям ISDN значительно выше.
Конечным устройством сети ISDN могут быть: цифровой телефонный аппарат, отдельный компьютер с установленным ISDN-адаптером, файловый или специализированный сервер с ISDN-адаптером, мост или маршрутизатор ЛВС, терминальный адаптер с голосовым (для подключения обычного аналогового телефона или факса) или с последовательным интерфейсом (для передачи данных). ISDN может применяться для организации удаленного доступа к ЛВС, доступа к Интернет и обмена различной информацией (графика, звук, текст, данные), видеоконференцсвязи в режиме реального времени, телефонизации небольшого офиса, объединения ЛВС.
В ISDN-сети используются 2 типа интерфейсов: интерфейс базового уровня BRI (BasicRateInterface), регламентирующий соединение ISDN-станции с абонентом, и интерфейс первичного уровня PRI (PrimaryRateInterface), осуществляющий связь между ISDN-станцией и офисной АТС абонента. Интерфейс BRI представляет собой цифровой поток, состоящий из трех каналов: 2 информационных канала с пропускной способностью 64 Кбит/с каждый и один служебный канал с пропускной способностью 16 Кбит/с.
2.2 Интернет
Завершая разговор о сетях, конечно же, нельзя не упомянуть об Интернете. Наличие телефонной сети, охватившей города, страны и континенты, а также распространение ПК, обусловили появление интернациональной сети, известной сегодня как ИНТЕРНЕТ.
Какова ее история? В 60-е годы еще не существовало персональных компьютеров, а машинное время больших ЭВМ было дорогостоящим ресурсом. Люди работали ночами, чтобы использовать каждую минуту этого времени. Чтобы сделать возможным удаленное использование любого свободного в данный момент компьютера, появилась идея соединить между собой компьютеры нескольких университетов. Так в конце 60-х годов под патронатом Агентства по перспективным исследованиям ARPA (AdvancedResearchProjectsAgency) США появилась первая компьютерная сеть, названная ARPANet и объединяющая компьютеры 4 американских университетов.
С начала 70-х годов Пентагон начал все более настойчиво требовать от ARPA прямой военной отдачи и к названию Агентства была добавлена буква «D» (Defense - Оборона) - так появилось Агентство DARPA.
В 1972 году, когда ARPANet уже соединяла 23 компьютера, была написана первая программа для обмена электронной почтой по сети. Очень скоро обнаружилось, что сеть в основном используется не для вычислений на удаленном компьютере, а для обмена сообщениями. Через несколько лет начали появляться собственные компьютерные сети государственных организаций и корпораций. Но эти сети, как и ARPANet, могли объединять только ограниченное число однотипных машин. Кроме того, они были несовместимы друг с другом.
В середине 70-х годов для ARPANet были разработаны новые стандарты передачи данных, которые позволяли объединять между собой сети произвольной архитектуры, тогда же и появилось слово «lnternet». Именно эти стандарты, впоследствии получившие название протокола TCP/IP, обеспечили рост глобальной компьютерной сети, объединяя уже существующие сети. В 1983 году ARPANet перешла на новый протокол и разделилась на две независимые сети - военную и образовательную. К этому времени сеть объединяла более 1000 компьютеров, в том числе в Европе. С этого момента американское военное ведомство уже не играло большой роли в развитии Интернета. К 1988 году Интернет уже насчитывал 56 000 соединенных компьютеров, а через год Тим Бернерс-Ли, по образному выражению журнала CERNCourier, предложил поженить гипертекст (муж) на Интернете (жена, сеть все-таки). В результате родилась всемирная паутина WorldWideWeb (WWW или просто Web), открывшая принципиально новые возможности ее использования в науке, образовании, политике и бизнесе.