6. Компьютерные сети
Компьютерные сети играют все большую роль не только в обмене информацией, но и в ее обработке. В этом разделе обсуждается: Какие варианты компьютерных сетей и в каких случаях могут использоваться. Чем они различаются.
6.1. МОДЕЛЬ КОММУНИКАЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ
Системы передачи данных предназначены для перемещения данных с одного места (передатчик) в другое (приемник). Во всех таких системах можно выделить 5 компонент: (1) посылающие устройства, (2) приемно-передающие периферийные устройства, (3) коммуникационные каналы, (4) Принимающие устройства, (5) коммуникационное программное обеспечение.
Рисунок 5.1 Пять компонент системы передачи данных
В качестве каждой из этих компонент могут выступать различные физические устройства (см. рис.5.1). Рассмотрим в качестве примера случай, когда удаленный ПК передает данные для обработки на центральный компьютер. Когда ПК готов передать сообщение или данные, передающее устройство (модем) преобразует его сообщение в сигнал, который может передаваться через коммуникационный канал (по телефонной линии). На принимающей стороне приемное устройство (модем) преобразует сообщение обратно в форму, которая будет понятна получающему компьютеру. Когда приемное устройство подтверждает факт приема с помощью специального сообщения для передатчика, стороны как бы меняются местами. Коммуникационное программное обеспечение, работающее на всех электронных устройствах, участвующих в процессе, управляет передачей и приемом сообщений.
6.1.1. Приемно-передающие устройства
Компьютеры как посылающие и принимающие устройства играют главную инициирующую роль в этом процессе, однако основными действующими лицами при передаче данных являются приемно-передающие устройства и коммуникационные каналы. Рассмотрим несколько различных типов таких устройств.
Модем. Компьютеры хранят и обрабатывают данные в дискретной (двоичной, цифровой) форме. В тоже время телефонные линии предназначены для передачи голоса с помощью аналогового сигнала. Основное предназначение модема (модулятор/демодулятор) - преобразование цифрового сигнала в аналоговый (модуляция на передающей стороне) и обратно (демодуляция на принимающей стороне), обеспечивая связь компьютеров по телефонным линиям. Однако кроме этого они должны самостоятельно выполнять различные функции, связанные с организацией передачи и приема сообщений. Это вызов по телефонной линии и ответ на звонок, определение способов общения с другим модемом в начале сеанса, сжатие и расшифровка сжатых сообщений, обмен специальными сообщениями, подтверждающими прием или требующими повтора и т. д.
Важная характеристика модемов - максимальная скорость передачи и приема сообщений. Она измеряется в битах в секунду (bps - bits per second). Чем выше скорость модема, тем меньше затраты на передачу сообщений (за счет уменьшения времени передачи), однако модемы, способные работать на больших скоростях, стоят дороже. Типичные скорости для модемов 2400, 9600, 14400, 28800 bps, существуют модемы, работающие и на больших скоростях, однако они могут использоваться только на телефонных линиях высокого качества и при условии, что на другом конце тоже установлен скоростной модем.
Факс-модем. Многие модемы имеют возможности факсов. При использовании специальных программ, они позволяют посылать документы на обычный факс или на другой компьютер без необходимости их предварительно распечатывать. Программное обеспечение позволяет организовать рассылку и прием документов, поддерживая адресную книгу, отсроченную посылку сообщений (например, ночью, когда тариф на междугородние звонки ниже) и т. д.
Мультиплексор. Это устройство используется как единая точка входа для многих компьютеров и других устройств в высокоскоростной канал. Задача мультиплексора - скомбинировать сообщения из многих источников и передать их на другой конец канала, где другой мультиплексор разделяет полученные сигналы снова на отдельные сообщения.
Коммуникационный процессор. При большом объеме передачи данных используются коммуникационные процессоры (front-end processor - FEP). Их задача - освободить процессор компьютера от большой работы по координации и управлению передачей данных.
6.1.2. Протоколы передачи данных
При использовании сетей возникает проблема согласования действий клиентов и серверов, приемно-передающих и других устройств. Она решается с помощью установления определенных правил их взаимодействия, которые называют протоколами. Протокол передачи данных - это набор правил и процедур, регулирующих обмен данными между системами. Пример протокола - TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), который определяет, как различные компьютеры, использующие разные операционные системы, идентифицируют друг друга, соединяются, передают и разделяют данные, обрабатывают ошибки. Для стандартизации протоколов была создана международная организация по стандартизации (ISO - International Standards Organization) Она ввела понятие архитектуры открытых систем (OSI - Open Systems Interface Architecture), что означает обеспечение взаимодействия систем по определенным правилам, хотя каждая система может быть создана с использованием совершенно различных технических средств. Архитектура открытых систем предусматривает существование протоколов и стандартов, используемых на различных уровнях взаимодействия систем:
· Физический уровень определяет требования к характеристикам линий, разъемов, электрическим или оптическим характеристикам сигнала в каналах передачи, необходимые для присоединения каналов к компьютерам. По протоколам этого уровня физически соединяются устройства, выбирается способ передачи, данные передаются как биты. Например, стандарт V.32 предназначен для работы модемов на любых каналах. В нем предусмотрены десять процедур, по которым модем после тестирования линии выбирает соответствующие качеству линии несущие частоты и полосу пропускания.
· Канальный уровень управляет передачей данных между двумя узлами сети. Он обеспечивает разбиение потока битов на блоки, контроль корректности передачи каждого блока информации, правильность сборки блоков в сообщение. Например, протокол V.42bis предусматривает, что отправляющий модем снабжает каждый блок контрольной суммой, которая проверяется на принимающей стороне и в случае обнаружения несоответствий, запрашивается повтор передачи. Кроме того, длина передаваемых пакетов может меняться в зависимости от качества канала. С целью сократить объемы передачи (и тем самым увеличить скорость) предусмотрена возможность сжатия данных на отправляющей стороне и разворачивания на принимающем конце канала.
· Сетевой уровень обеспечивает управление потоком пакетов в сети и маршрутизацию. Он определяет способы адресации сообщений. Например, протокол IP (Internet Protocol), предназначенный для общения сетей, использующих различные технологии, определяет, что адрес каждой машины должен состоять из 4-х байт. Он также предусматривает процедуры, выполняя которые, коммутационные машины обеспечивают выбор маршрута.
· Транспортный уровень отвечает за стандартизацию обмена данными между программами, находящимися на разных компьютерах сети. По протоколам этого уровня определяется, какой именно программе на принимающей стороне предназначено сообщение, проверяется состояние соединения между программами.
· Сеансовый уровень определяет правила диалога между программами в процессе соединения. Эти протоколы обеспечивают правила начала сеанса, восстановления сеанса, если он был прерван, правила окончания сеанса.
· Представительный уровень определяет форматы данных, алфавиты, коды представления специальных и графических символов. Протоколы этого уровня определяют преобразование данных, необходимое для того, чтобы две разнотипные программы правильно поняли друг друга или чтобы на их экранах возникли одинаковые изображения символов. По сути здесь стандартизуется синтаксис передаваемых сообщений.
· Прикладной уровень определяет правила, которые связаны с целью сеанса. По протоколам этого уровня осуществляются такие сетевые услуги, как электронная почта (SMTP, POP), передача файлов (FTP), гипертекстов (HTTP), новостей (NNTP), банковское обслуживание с использованием банкоматов, передача банковских документов в стандарте SWIFT, документации в стандарте EDIFACT и т. д. Они являются языком, на котором общаются программы-серверы и программы-клиенты.
Каждый из перечисленных уровней стандартизации позволяет программам, компьютерам и устройствам, использующим и обеспечивающим связь, “договориться” между собой по какой-то группе вопросов. Эти уровни являются вложенными друг в друга, т. к. передаваемое сообщение по очереди проходит все стадии - начиная от прикладного и кончая физическим уровнем на передающем конце и в обратную сторону - на приемном.
6.1.3. Программное обеспечение
Коммуникационные программы управляют передачей данных и могут выполняться либо главным компьютером, либо коммуникационным процессором. Каждая такая программа использует для передачи данных один или несколько протоколов и взаимодействуя с другими программами, выполняет одну или несколько из следующих основных функций:
Управление соединением - соединение и разъединение различных устройств, автоматический набор номера и ответ по телефонной линии, ограничение доступа для санкционированных пользователей, установка таких параметров соединения, как скорость, режим, направление передачи.
Управление сетью - опрос устройств на предмет готовности принимать или посылать данные, обслуживание очереди входящих и исходящих данных, определение системных приоритетов, определение адресата для сообщения, ведение журналов использования сети и ошибок.
Передача данных и файлов - управление передачей данных, файлов и сообщений между различными программами, работающими на разных ЭВМ.
Выявление и обработка ошибок - проверка данных на правильность передачи, чтобы убедиться, что посланные данные дошли без ошибок, а при необходимости - исправить ошибку или запросить повторную передачу.
Обеспечение безопасности передачи - защита данных от несанкционированного доступа во время их передачи.
6.2. КОММУНИКАЦИОННЫЕ КАНАЛЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Коммуникационный канал соединяет передатчик и приемник в сети передачи данных. Соединение может осуществляться по линии (например, телефонным проводам, коаксиальному оптоволоконному кабелю), которая физически соединяет два устройства, или может использовать спутниковую, микроволновую, сотовую радиосвязь, инфракрасные лучи.
6.2.1. Характеристики каналов
Каждый тип коммуникационного канала использует свои линии связи, приемно-передающие устройства и способы передачи сообщений, имеющие различные характеристики и применяется при различных требованиях к передаче данных. Рассмотрим некоторые из этих характеристик.
Аналоговый или цифровой сигнал. В аналоговом канале цифровой сигнал передается в форме модулированной по частоте или амплитуде гармоники. На рис.5.2 показаны примеры. Если аналоговый сигнал находятся в звуковом диапазоне, то при модулировании по частоте можно было бы услышать чередующиеся высокие (1) и низкие (0) тона, а при амплитудной - громкие (1) и тихие (0) звуки одного тона. Цифровая передача является более быстрой и эффективной, при этом происходит меньше ошибок, не нужны модемы, поскольку не требуется модуляция/демодуляция. Чтобы улучшить передачу данных, разработаны цифровые телефонные линии. Однако они еще не очень распространены.
Рисунок 5.2 Цифровой и аналоговый сигналы
Последовательная и параллельная передача. При последовательной передаче биты передаются один за другим. При параллельной передаче два или более бита идут одновременно по отдельным линиям. Конечно, параллельные каналы обеспечивают большую скорость, однако и более дороги, поэтому используются, если увеличение скорости передачи более важно, чем уменьшение затрат.
Рисунок 5.3 Последовательная и параллельная передача данных
Асинхронная и синхронная передача. При передаче сообщений важна синхронная работа передающего и приемного устройства, иначе полученный сигнал не может быть правильно интерпретирован, т. к. принимающая сторона не сможет определить, где начинается и заканчивается сообщение. При асинхронной передаче каждый символ посылается отдельно и снабжается двумя дополнительными битами - в начале (start bit) и в конце (stop bit), которые обозначают границы символа и таким образом служат для синхронизации. При синхронной передаче начальным и конечным битами снабжаются не каждый символ, а целые блоки символов, пакеты. Асинхронная передача менее дорога, проще в технической реализации и используется на низкоскоростных каналах. Синхронная передача дороже, но более быстра и эффективна и используется на высокоскоростных каналах.
Рисунок 5.4 Асинхронная и синхронная передача
Симплексная и дуплексная передача. Симплексный канал (simplex) позволяет передавать сообщения только в одну сторону. Полудуплексные каналы (half-duplex) позволяют вести передачу в обоих направлениях, но не одновременно, а по очереди. Такие каналы применяются для низкоскоростной передачи данных или когда не требуется немедленный ответ. Полнодуплексные каналы (full-duplex) позволяют передавать данные в обоих направлениях одновременно. Такие каналы используются для высокоскоростной передачи или когда требуется обработка данных на удаленном компьютере и получение ответов от него в реальном времени.
Полоса пропускания канала (bandwidth) - это разница между наибольшей и наименьшей частотой, которые могут быть использованы для передачи данных в канале. Чем шире полоса пропускания, тем больше различных частот может использоваться и тем больше данных может передаваться в единицу времени. Узкополосные линии не применяются для передачи звукового или голосового сигнала. Среднеполосные линии используются для передачи голоса и данных. Широкополосные линии используются для высокоскоростной передачи данных между компьютерными системами.
6.2.2. Типы коммуникационных каналов
Коммуникационные каналы оказывают значительное влияние на производительность, надежность, стоимость и безопасность информационной системы. Поэтому необходимо понимать различия между ними и знать их основные характеристики. В таблице 5.1 приведена упрощенная классификация коммуникационных каналов по типу используемых линий связи и на качественном уровне сравниваются их основные характеристики.
Телефонные линии. Большинство телефонных линий используют два изолированных медных провода. Скрученные спирально, они называются витой парой. Большое количество таких пар сводятся в кабели, имеющие защитную оболочку. Телефонные линии удобны по той причине, что они проведены во многих местах и уже готовы к использованию. Витые пары используются и в локальных вычислительных сетях. Для улучшения качества связи и ускорения передачи данных телефонные компании США разработали стандарт ISDN (Integrated Services Digital Network) на цифровые телефонные линии, которые используют три витые пары и позволяют работать без использования модема на скорости 128Kbps (28.8Kbps - обычная скорость с на аналоговых телефонных линиях).
Коаксиальный кабель. Используется для междугородних телефонных линий и в локальных сетях. По такому кабелю можно передавать как аналоговый, так и цифровой сигнал. Он представляет из себя медные проводники, окруженные алюминиевой оплеткой. За счет такой изоляции коаксиальный кабель меньше подвержен внешним шумовым воздействиям, поэтому возможно его использование на более высоких скоростях передачи данных.
Оптическое волокно. Оптоволоконный кабель может состоять из тысяч тонких нитей из стекла или пластика, по которым передаются сигналы в виде световых волн. Такой кабель обладает намного большей пропускной способностью, чем коаксиальный. Он практически не подвержен внешним помехам и поэтому дает наименьший процент ошибок при передаче. Сообщения, передаваемые по такому кабелю практически невозможно перехватить, поэтому он обеспечивает высокий уровень безопасности передачи.
Микроволновая радиосвязь. Используется для передачи данных или голоса на большие расстояния. Каналы микроволновой связи состоят из сети радиорелейных (ретрансляционных) станций, отстоящих друг от друга на расстояние до 40 км. Каждая станция имеет вышку с гиперболическими антеннами, получает сигнал, усиливает его и передает на следующую станцию.
Спутниковая связь. Спутники связи работают как ретранслятор. В отличие от других каналов, стоимость передачи через спутник не зависит от расстояния, на которое передается сообщение.
Сотовая радиосвязь. Предназначена для обслуживания мобильных абонентов. Территория, обслуживаемая такой связью, делится на ячейки диаметром до 20 км. Каждую ячейку обслуживает специальная станция, соединенная с общим центром управления. При пересечении границы ячеек абонент автоматически переключается на новую станцию. Задача центра управления - координировать работу станций и управлять переключениями.
Таблица 5.1 Качественное сравнение коммуникационных каналов
Тип канала | Стоимость | Простота установки | Простота обслуживания |
Телефонные линии | Низкая | Просто | Просто |
Коаксиальный кабель | Средняя | Средняя | Средняя |
Оптическое волокно | Высокая | Трудно | Просто |
Микроволновая радиосвязь | Средняя | Трудно | Просто |
Спутниковая связь | Средняя | Трудно | Просто |
Тип канала | Качество передачи | Скорость, относит. ед. | Полоса пропускания |
Телефонные линии | Плохое | 1 | Средняя |
Коаксиальный кабель | Хорошее | 25 | Широкая |
Оптическое волокно | Высокое | 2000 | Широкая |
Микроволновая радиосвязь | Хорошее | 20 | Широкая |
Спутниковая связь | Хорошее | 20 | Широкая |
6.3. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ
Сетью ЭВМ называется совокупность аппаратных (компьютеры, коммуникационные каналы, приемно-передающие устройства), программных и организационных средств, обеспечивающих передачу данных между подсоединенными к ней компьютерами. ЭВМ, объединенные в сеть, можно разделить на основные и вспомогательные. Основные ЭВМ - это абонентские компьютеры. Они выполняют работу по обработке данных и посылают друг другу сообщения. Вспомогательные ЭВМ - коммутационные машины (КМ) - служат для преобразования посылаемых сообщений с целью передать их по каналам связи, а также для организации и поддержания соединений между абонентскими компьютерами. Однако одна и та же ЭВМ может играть роль как абонента в сети, так и коммутационной машины. Каналы, связывающие коммутационные машины, называют магистральными каналами.
Компьютеры при передаче данных выступают как серверы и клиенты по отношению друг к другу. Клиенты посылают запросы серверу на предоставление какой-либо информации и получают ее. Чтобы сделать компьютер клиентом (или сервером), на него должно быть установлено соответствующее программное обеспечение. Чаще термины клиент и сервер относят именно к программному обеспечению, а не к компьютеру, на котором оно работает, т. к. один и тот же компьютер может выступать в обеих ролях.
В телекоммуникационных сетях при соединении на больших расстояниях между двумя абонентскими компьютерами сообщение может передаваться по цепочке КМ, соединенных различными типами каналов (см. рис.5.5). В развитых сетях между двумя точками может быть найден не один, а несколько путей соединения по разным маршрутам (см. рис.5.6).
Рисунок 5.5 Соединение, использующее несколько типов каналов
6.3.1. Способы коммутации
Исторически первыми появились сети коммутации каналов. В таких сетях для передачи сообщения между двумя абонентскими компьютерами образуется прямое соединение, которое закрепляется за ними на время сеанса. Легкость реализации этого способа влечет за собой и его недостатки - низкий коэффициент использования каналов, высокую стоимость передачи данных, увеличение времени ожидания других клиентов.
При коммутации сообщений информация передается порциями, которые называют сообщениями. Для передачи каждого сообщения прямое соединение устанавливается не между абонентами, а между КМ, которые ожидают, пока освободится очередной канал на маршруте. Хотя стоимость передачи и время ожидания связи при таком способе уменьшаются, все-таки по-прежнему между абонентами невозможно осуществлять диалог в реальном времени.
Рисунок 5.6 Пример сети ЭВМ. Между каждым абонентским компьютером (A-F) можно найти много маршрутов по различным магистральным каналам (1-8).
 |
В сетях с коммутацией пакетов обмен производится еще более короткими порциями - пакетами. Малая длина пакетов предотвращает блокировку линий связи, т. к. сообщения, которые поступают от многих абонентов для передачи по какому-то каналу, разрезаются на малые порции, и передаются по очереди, что создает эффект совместного использования канала сразу многими абонентами. Пакет - это часть сообщения, снабженная стандартной информацией об отправителе, приемнике, его месте в сообщении. Когда пакеты прибывают на место назначения, они проверяются и собираются в целое сообщение.
Сети, в которых могут использоваться все три метода передачи данных, называют интегральными сетями. В таких сетях особо важные соединения устанавливаются с помощью коммутации каналов, а по окончании таких сеансов каждый канал, использованный в цепочке соединения, снова начинает работать независимо.
6.3.2. Коммутационные машины
При передаче сообщения возникает проблема выбора маршрута, которая связана с локализацией получателя, выбором канала для передачи и распределением нагрузки по каналам. Поскольку большие сети образованы разными типами каналов и объединяют более мелкие сети, каждая из которых может использовать свои способы и стандарты передачи сообщений, одной из задач коммуникационных машин является преобразование пакетов в форму, пригодную для дальнейшей передачи. Все эти проблемы коммуникаций решаются аппаратно-программными методами. Выполняя эту работу, коммуникационные машины распределяют обязанности между собой и устанавливаются по мере необходимости в узлах сети. Повторитель (repeater) соединяет однотипные сети, ретранслируя все принимаемые пакеты из одной сети в другую и обратно. Мост (bridge) напротив, позволяет соединять разнотипные сети с различными системами сигналов, преобразуя пакеты из одного стандарта в другой. Маршрутизатор (router) занимается распределением сообщений, направляя их по различным каналам в зависимости от места расположения получателя каждого пакета и скопившихся в каналах очередей, так что пакеты, составляющие одно сообщение, могут доходить до получателя по различным маршрутам. Шлюз (gateway) обеспечивает соединение абонентов локальной сети с глобальной, являясь как бы представителем локальной сети для других коммуникационных машин.
6.4. ТИПЫ КОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ
По различным признакам - по принадлежности, способам организации сети, по типам решаемых задач, по территориальным масштабам - сети принято делить на локальные, региональные и глобальные.
6.4.1. Локальные сети
Локальные вычислительные сети (ЛВС) возникли с появлением микроЭВМ в 80-х годах. Они строятся организациями или объединениями, расположенными на небольшой территории. Для построения локальных сетей в настоящее время используется стандартизованные комплексы оборудования. Самым распространенным стандартом является EtherNet, различные варианты которого позволяют строить сети, работающие на скоростях от 10 до 200Mbps.
Компоненты
Локальные сети состоят из семи основных компонент:
· Сетевые клиенты. Это компьютеры или терминалы, которые подключаются к сети, чтобы использовать ее ресурсы.
· Сетевые серверы. Один или несколько компьютеров сети могут играть роль серверов. В разных ЛВС роль серверов может быть разная: файловый сервер, серверы баз данных и т. д. Серверы могут выполнять и роль клиентов в сети.
· Сетевые ресурсы. Это принтеры, устройства дисковой памяти, базы данных, модемы, которые могут находиться на одном из серверов или подключаться к сети самостоятельно. По сути, это устройства, которые предоставляются клиентам в общее пользование и ради которых строится локальная сеть.
· Сетевое программное обеспечение. Его назначение - управлять сетью. Программы, установленные на серверах, позволяют им разделять свои ресурсы с клиентами. Клиентские программы позволяют получать доступ к сетевым ресурсам.
· Кабели. Физически соединяют узлы ЛВС (клиенты, серверы, сетевые ресурсы). В стандартах EtherNet используются витая пара, коаксиальный, и оптоволоконный кабели.
· Сетевой интерфейс. Это устройства, предназначенные для подсоединения узлов к сети.
· Коммуникационное оборудование. Поскольку разные сети имеют разные стандарты общения и разные ограничения, в локальных сетях для выхода во внешний мир используются шлюзы (gateway) - для соединения с региональными сетями, повторители (repeater) - для соединения с аналогичными локальными сетями и мосты (bridge) - для соединения с ЛВС другого типа.
Топологии
Пять основных способов соединения сетевых устройств в единую сеть показаны на рис.5.10. Здесь в качестве узлов сети (A-H) могут выступать не только компьютеры-клиенты и терминалы, но и серверы, сетевые принтеры, устройства хранения данных и другие распределяемые в данной сети ресурсы.
Следует отметить, что топология каждого типа обеспечивается отдельным комплексом оборудования, кабелей, соединяющих устройств, методов маршрутизации и служебного программного обеспечения. Выбор той или иной топологии может быть обусловлен несколькими причинами - структурой организации, взаимным территориальным расположением сетевых ресурсов, используемым способом обработки данных (централизованный или распределенный) и просто техническими характеристиками оборудования.
Рисунок 5.10 Топологии распределенных сетей.
В топологии “звезда” роль центрального блока может играть либо отведенный для этого компьютер, либо специальное коммуникационное устройство, называемое hub. “Звезда” часто используется при централизованной обработке данных и когда компьютеры разбросаны территориально, например, в разных помещениях здания. В “кольце” данные циркулируют по кругу в одном направлении от одного компьютера к другому, пока не найдут своего получателя. Иерархическая топология обычно повторяет структуру организации, когда главная ЭВМ находится в центральном офисе (A), а рабочие места пользователей (D-H) подключаются к ЭВМ, отвечающим за обработку данных в своих подразделениях (B, C). Шина применяется, если необходимо соединить в сеть компьютеры, находящиеся близко друг от друга, например, в одном помещении. Однако развитые сети в большинстве организаций строятся на основе гибридной топологии. Особенно часто в локальных сетях встречаются гибриды “звезды” (для соединения компьютеров в отдельных офисах) и “шины” (для соединения рабочих мест внутри одного офиса).
Преимущества и недостатки
ЛВС может быть использована многими способами, чтобы сделать деятельность организации более эффективной:
· Обмен электронными сообщениями. Почта, уведомления, документы, файлы могут пересылаться по сети, позволяя экономить время и бумагу. Особенно эффективны в организациях с большим количеством пользователей ЛАН и при соблюдении определенной политики использования.
· Совместное использование оборудования. Высококачественные, мощные и дорогие принтеры, модемы, дисковое пространство гораздо эффективнее используются в сети, чем на отдельных компьютерах.
· Совместное использование данных. Распределенная обработка данных и использование баз данных значительно увеличивает информационные возможности организации.
· Удаленный доступ. Возможность для пользователей выходить в глобальные сети для доступа к информации, находящейся в них.
· Снижение затрат. Распределенная сеть дешевле других вариантов совместного использования компьютеров (например, использования большой ЭВМ), она позволяет разделять дорогие ресурсы и снижает требования к мощности отдельных рабочих станций.
· Гибкость. Локальные сети допускают постепенное развитие и довольно просто модифицируются, приспосабливаясь к потребностям организации.
· Надежность. Выход из строя одного узла сети не влияет на работу остальных, если на нем не находится требуемый ресурс. Отдельные клиенты сети остаются независимыми друг от друга.
· Высокая скорость. Доступ к сетевым БД на 10-25% быстрее, чем доступ к большим ЭВМ.
· Страховка. Поскольку данные, разделяемые в сети, являются важными ресурсами, они часто дублируются для страховки, чего не могут позволить себе отдельные пользователи.
Однако при использовании ЛВС появляются и недостатки:
· Недостаток стандартизации. Технология ЛАН относительно молода и существуют различные, часто плохо совместимые стандарты.
· Безопасность. Методы обеспечения безопасности в ЛАН не настолько эффективны, как при использовании больших централизованных систем.
· Необходимость обслуживания. Для обеспечения работы ЛАН необходимы специалисты, занимающиеся ее повседневным обслуживанием.
· Надежность. Выход из строя сервера означает прекращение работы во многих местах компании, что приводит к большим потерям.
· Затраты. Хотя ЛВС дешевле централизованной системы с использованием большой ЭВМ, ее внедрение все же сопровождается значительными капиталовложениями. Переход на ЛВС не является дешевым, особенно если учесть затраты на обучение персонала, установку сети, переход на новые виды информационных систем.
6.4.2. Региональные сети
Существует несколько подходов к определению, что такое региональная сеть - по принципу принадлежности коммуникационных каналов, по территориальному признаку, по используемым технологиям передачи данных, по сфере деятельности организаций, занимающихся предоставлением доступа в сеть. Одно несомненно - назначение региональных сетей - удовлетворять потребности организаций в обмене информацией между их локальными сетями. Кроме того, региональные сети имеют свои естественные географические границы, поскольку их использование сопровождается многими проблемами, связанными с юридическими вопросами. Они обслуживаются двумя типами организаций - одни владеют каналами связи и специализируются на эксплуатации их оборудования, а другие - на обеспечении обмена информацией между различными ЛВС и отдельными пользователями. Последних по сложившейся традиции называют провайдерами, поскольку они, арендуя каналы связи, организуют соединения и предоставляют услуги по их использованию. По сложившейся практике, эксплуатационные организации - это телефонные компании, которые получают полномочия на свою деятельность от правительственных учреждений (AT&T, MCI, Western Union, Sprint и GTE в США; АО Ростелеком в России). Количество провайдеров намного больше и на рынке коммуникационных услуг существует жесткая конкуренция между ними.
Региональные сети появились до начала эры ЛВС, в 60-х годах. Первоначальное их назначение - передача информации между традиционными в то время централизованными системами, находящимися друг от друга на расстоянии. Одной из первых сетей, оказавшей влияние на дальнейшее развитие, была сеть ARPANET (Advanced Research Projects Agency), первоначально связавшая 4 исследовательских лаборатории разных университетов США. Эта сеть доказала техническую возможность и экономическую целесообразность разработки больших сетей для более эффективного использования ЭВМ, программного обеспечения и создания принципиально новых перспективных информационных технологий. В России в 80-х годах была создана система телеобработки статистической информации (СТОСИ), обслуживающая Главный ВЦ ЦСУ СССР и региональные ВЦ статистических управлений. В настоящее время региональные сети исчисляются сотнями и некоторые из них приобрели глобальные масштабы.
6.4.3. Глобальные сети
Для того, чтобы получить возможность доступа к информации по всему миру, региональные сети объединяются в глобальные. Такое объединение использует магистральные каналы связи, принадлежащие различным региональным сетям и даже соединяющие различные государства. Это делается на основе соглашений между телефонными компаниями и провайдерами, представляющими обе стороны. Предметом таких соглашений являются организационные и технические меры по обеспечению взаимодействия региональных сетей, передаче данных из одной сети в другую. Таким образом, можно сказать, что глобальные сети не имеют владельцев, а состоят из множества общающихся между собой региональных сетей, которые придерживаются определенных договоренностей и стандартов.
Основные порталы (построено редакторами)