Локальные и глобальные компьютерные сети

- коммутация каналов (используется при передаче аудиоинформации по обычным телефонным линиям связи;

- коммутация сообщений (применяется в основном для передачи электронной почты, в телеконференциях, электронных новостях);

- коммутация пакетов (для передачи данных, в настоящее время используется также для передачи аудио - и видеоинформации)

     Достоинством  сетей коммутации каналов является простота реализации (образование непрерывного составного физического канала), а  недостатком - низкий коэффициент использования  каналов, высокая стоимость передачи данных, повышенное время ожидания других пользователей.

     При коммутации сообщений передача данных (сообщения) осуществляется после освобождения канала, пока оно не дойдет до адресата. Каждый сервер производит прием, проверку, сборку, маршрутизацию и передачу сообщения. К достоинствам можно  отнести - уменьшение стоимости передачи данных. Недостатком данного способа  является низкая скорость передачи информации, невозможность ведения диалога  между пользователями.

       Пакетная коммутация подразумевает  обмен небольшими пакетами (часть  сообщения) фиксированной структуры,  которые не дают возможности  образования очередей в узлах  коммутации. Достоинства: быстрое  соединение, надежность, эффективность  использования сети. 
 

     3.2 Структура и основные принципы построения сети Интернет 

     Internet – всемирная информационная компьютерная сеть, представляющая собой объединение множества региональных компьютерных сетей и компьютеров, обменивающих друг с другом информацией по каналам общественных телекоммуникаций (выделенным телефонным аналоговым и цифровым линиям, оптическим каналам связи и радиоканалам, в том числе спутниковым линиям связи).

       Информация в Internet хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Они позволяют пересылать почту и файлы, производить поиск в базах данных и выполнять другие задачи.

       Обмен информацией между серверами  сети выполняется по высокоскоростным  каналам связи (выделенным телефонным  линиям, оптоволоконным и спутниковым  каналам связи). Доступ отдельных  пользователей к информационным  ресурсам Internet обычно осуществляется через провайдера или корпоративную сеть.

       Провайдер - поставщик сетевых  услуг – лицо или организация  предоставляющие услуги по подключению  к компьютерным сетям. В качестве  провайдера выступает некоторая  организация, имеющая модемный  пул для соединения с клиентами  и выхода во всемирную сеть.

       Основными ячейками глобальной  сети являются локальные вычислительные  сети. Если некоторая локальная  сеть непосредственно подключена  к глобальной, то и каждая рабочая  станция этой сети может быть  подключена к ней. 

     Существуют  также компьютеры, которые непосредственно  подключены к глобальной сети. Они  называются хост - компьютерами (host - хозяин). Хост – это любой компьютер, являющийся постоянной частью Internet, т.е. соединенный по Internet – протоколу с другим хостом, который в свою очередь, соединен с другим, и так далее. 

     3.3 Структура глобальной сети Internet и способы доступа  

     Для подсоединения линий связи к  компьютерам используются специальные  электронные устройства, которые  называются сетевыми платами, сетевыми адаптерами, модемами и т.д.

       

     Рисунок 4 - Структура глобальной сети Internet

      

       Практически все услуги Internet построены на принципе клиент-сервер. Вся информация в Интернет хранится на серверах. Обмен информацией между серверами осуществляется по высокоскоростным каналам связи или магистралям. Серверы, объединенные высокоскоростными магистралями, составляют базовую часть сети Интернет.

       Отдельные пользователи подключаются  к сети через компьютеры местных  поставщиков услуг Интернета,  Internet - провайдеров (Internet Service Provider - ISP), которые имеют постоянное подключение к Интернет. Региональный провайдер, подключается к более крупному провайдеру национального масштаба, имеющего узлы в различных городах страны. Сети национальных провайдеров объединяются в сети транснациональных провайдеров или провайдеров первого уровня. Объединенные сети провайдеров первого уровня составляют глобальную сеть Internet.

       Передача информации в Интернет  обеспечивается благодаря тому, что каждый компьютер в сети  имеет уникальный адрес (IP-адрес), а сетевые протоколы обеспечивают  взаимодействие разнотипных компьютеров,  работающих под управлением различных  операционных систем.

       В основном в Интернет используется  семейство сетевых протоколов (стек) TCP/IP. На канальном и физическом  уровне стек TCP/IP поддерживает технологию  Ethernet, FDDI и другие технологии. Основой семейство протоколов TCP/IP является сетевой уровень, представленный протоколом IP, а также различными протоколами маршрутизации. Этот уровень обеспечивает перемещение пакетов в сети и управляет их машрутизацией. Размер пакета, параметры передачи, контроль целостности осуществляется на транспортном уровне TCP.

       Прикладной уровень объединяет  все службы, которые система предоставляет  пользователю. К основным прикладным  протоколам относятся: протокол  удаленного досткпа telnet, протокол передачи файлов FTP, протокол передачи гипертекста HTTP, протоколы электронной почты: SMTP, POP, IMAP, MIME. 

     3.3 Способы доступа в Интернет 

       В настоящее время  известны  следующие способы доступа в  Интернет:

      1. Dial-Up (когда компьютер пользователя подключается к серверу провайдера, используя телефон)– коммутируемый доступ по аналоговой телефонной сети скорость передачи данных до 56 Кбит/с;

      2. DSL (Digital Subscriber Line) - семейство цифровых абонентских линий, предназначенных для организации доступа по аналоговой телефонной сети, используя кабельный модем. Эта технология (ADSL, VDSL, HDSL, ISDL, SDSL, SHDSL, RADSL под общим названием xDSL) обеспечивает высокоскоростное соединение до 50 Мбит/с (фактическая скорость до 2 Мбит/с). Основным преимуществом технологий xDSL является возможность значительно увеличить скорость передачи данных по телефонным проводам без модернизации абонентской телефонной линии. Пользователь получает доступ в сеть Интернет с сохранением обычной работы телефонной связи;

      3. ISDN - коммутируемый доступ по  цифровой телефонной сети. Главная  особенность использования ISDN - это  высокая скорость передачи информации, по сравнению с Dial-Up доступом. Скорость передачи данных составляет 64 Кбит/с при использовании одного и 128 Кбит/с, при использовании двух каналов связи;

      4. Доступ в Интернет по выделенным  линиям (аналоговым и цифровым). Доступ  по выделенной линии - это такой  способ подключения к Интернет, когда компьютер пользователя соединен с сервером провайдера с помощью кабеля (витой пары) и это соединение является постоянным, т.е. некоммутируемым, и в этом главное отличие от обычной телефонной связи. Скорость передачи данных до 100 Мбит/c.

      5. Доступ в Интернет по локальной  сети (Fast Ethernet). Подключение осуществляется с помощью сетевой карты (10/100 Мбит/с) со скоростью передачи данных до 1 Гбит/с на магистральных участках и 100 Мбит/сек для конечного пользователя. Для подключения компьютера пользователя к Интернет в квартиру подводится отдельный кабель (витая пара), при этом телефонная линия всегда свободна.

      6. Спутниковый доступ в Интернет  или спутниковый Интернет (DirecPC, Europe Online). Спутниковый доступ в Интернет бывает двух видов - ассиметричный и симметричный:

       Обмен данными компьютера пользователя  со спутником двухсторонний;

       Запросы от пользователя передаются  на сервер спутникового оператора  через любое доступное наземное  подключение, а сервер передает  данные пользователю со спутника. Максимальная скорость приема  данных до 52,5 Мбит/с (реальная средняя скорость до 3 Мбит/с).

      7. Доступ в Интернет с использованием  каналов кабельной телевизионной  сети, скорость приема данных  от 2 до 56 Мб/сек. Кабельный Интернет (“coax at a home”). В настоящее время известны две архитектуры передачи данных это симметричная и асимметричная архитектуры. Кроме того, существует два способа подключения: а) кабельный модем устанавливается отдельно в каждой квартире пользователей; б) кабельный модем устанавливается в доме, где живет сразу несколько пользователей услуг Интернета. Для подключения пользователей к общему кабельному модему используется локальная сеть и устанавливается общее на всех оборудование Ethernet.

      8. Беспроводные технологии последней  мили:

WiFi

WiMax

RadioEthernet

MMDS

LMDS

Мобильный GPRS – Интернет

Мобильный CDMA – Internet

       WiFi (Wireless Fidelity - точная передача данных без проводов) – технология широкополосного доступа к сети Интернет. Скорость передачи информации для конечного абонента может достигать 54 Мбит/с. Радиус их действия не превышает 50 – 70 метров. Беспроводные точки доступа применяются в пределах квартиры или в общественных местах крупных городов. Имея ноутбук или карманный персональный компьютер с контроллером Wi-Fi, посетители кафе или ресторана (в зоне покрытия сети Wi-Fi) могут быстро соединиться с Интернетом.

       WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), аналогично WiFi - технология широкополосного доступа к Интернет. WiMAX, в отличие от традиционных технологий радиодоступа, работает и на отраженном сигнале, вне прямой видимости базовой станции. Эксперты считают, что мобильные сети WiMAX открывают гораздо более интересные перспективы для пользователей, чем фиксированный WiMAX, предназначенный для корпоративных заказчиков. Информацию можно передавать на расстояния до 50 км со скоростью до 70 Мбит/с.

       В настоящее время WiMAX частично удовлетворяет условиям сетей 4G, основанных на пакетных протоколах передачи данных. К семейству 4G относят технологии, которые позволяют передавать данные в сотовых сетях со скоростью выше 100 Мбит/сек. и повышенным качеством голосовой связи. Для передачи голоса в 4G предусмотрена технология VoIP.

       RadioEthernet - технология широкополосного доступа к Интернет, обеспечивает скорость передачи данных от 1 до 11 Мбит/с, которая делится между всеми активными пользователями. Для работы RadioEthernet-канала необходима прямая видимость между антеннами абонентских точек. Радиус действия до 30 км.

       MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System). Эти системы способна обслуживать территорию в радиусе 50—60 км, при этом прямая видимость передатчика оператора является не обязательной. Средняя гарантированная скорость передачи данных составляет 500 Кбит/с — 1 Мбит/с, но можно обеспечить до 56 Мбит/с на один канал.

      LMDS (Local Multipoint Distribution System) - это стандарт сотовых сетей беспроводной передачи информации для фиксированных абонентов. Система строится по сотовому принципу, одна базовая станция позволяет охватить район радиусом в несколько километров (до 10 км) и подключить несколько тысяч абонентов. Сами БС объединяются друг с другом высокоскоростными наземными каналами связи либо радиоканалами (RadioEthernet). Скорость передачи данных до 45 Мбит/c.

       Мобильный GPRS – Интернет. Для  пользования услугой "Мобильный  Интернет" при помощи технологии GPRS необходимо иметь телефон со  встроенным GPRS - модемом и компьютер.  Технология GPRS обеспечивает скорость  передачи данных до 114 Кбит/с. При использовании технологии GPRS тарифицируется не время соединения с Интернетом, а суммарный объем переданной и полученной информации. Вы сможете просматривать HTML-страницы, перекачивать файлы, работать с электронной почтой и любыми другими ресурсами Интернет.

       Технология GPRS - это усовершенствование  базовой сети GSM или протокол пакетной  коммутации для сетей стандарта  GSM. EDGE является продолжением развития  сетей GSM/GPRS. Технология EDGE (улучшенный GPRS или EGPRS) обеспечивает более  высокую скорость передачи данных  по сравнению с GPRS (скорость  до 200 Кбит/сек). EDGE (2,5 G) – это первый  шаг на пути к 3G технологии.