Главная > Настройка Wi-Fi > Одноранговая локальная сеть. Одноранговая компьютерная сеть Гибридная компьютерная сеть


Одноранговая локальная сеть. Одноранговая компьютерная сеть Гибридная компьютерная сеть




Одноранговые сети

Однора́нговые , децентрализо́ванные или пи́ринговые (от англ. peer-to-peer, P2P - точка-точка) сети - это компьютерные сети , основанные на равноправии участников. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы , а каждый узел (peer) является как клиентом , так и сервером. В отличие от архитектуры клиент-сервера , такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов.Так сказать "С глазу на глаз".

Впервые фраза «peer-to-peer» была использована в году Парбауэллом Йохнухуйтсманом (Parbawell Yohnuhuitsman) при разработке архитектуры Advanced Peer to Peer Networking фирмы

Устройство одноранговой сети

Например, в сети есть 12 машин, при этом любая может связаться с любой. В качестве клиента (потребителя ресурсов) каждая из этих машин может посылать запросы на предоставление каких-либо ресурсов другим машинам в пределах этой сети и получать их. Как сервер, каждая машина должна обрабатывать запросы от других машин в сети, отсылать то, что было запрошено, а также выполнять некоторые вспомогательные и административные функции.

Любой член данной сети не гарантирует никому своего присутствия на постоянной основе. Он может появляться и исчезать в любой момент времени. Но при достижении определённого критического размера сети наступает такой момент, что в сети одновременно существует множество серверов с одинаковыми функциями.

Частично децентрализованные (гибридные) сети

Помимо чистых P2P-сетей, существуют так называемые гибридные сети, в которых существуют сервера , используемые для координации работы, поиска или предоставления информации о существующих машинах сети и их статусе (on-line, off-line и т. д.). Гибридные сети сочетают скорость централизованных сетей и надёжность децентрализованных благодаря гибридным схемам с независимыми индексационными серверами, синхронизирующими информацию между собой. При выходе из строя одного или нескольких серверов, сеть продолжает функционировать. К частично децентрализованным файлообменным сетям относятся например EDonkey ,

Пиринговая файлообменная сеть

Обычно в таких сетях обмениваются фильмами и музыкой, что является извечной головной болью видеоиздательских и звукозаписывающих компаний, которым такое положение дел очень не по душе. Проблем им добавляет тот факт, что пресечь распространение файла в децентрализованной пиринговой сети технически невозможно - для этого потребуется физически отключить от сети все машины, на которых лежит этот файл, а таких машин (см. выше) может быть очень и очень много - в зависимости от популярности файла их число может достигать сотен тысяч. В последнее время видеоиздатели и звукозаписывающие компании начали подавать в суд на отдельных пользователей таких сетей, обвиняя их в незаконном распространении музыки и видео.

Известные децентрализованные и гибридные сети

Пиринговые сети для новичков описаны в статье: Файлообменные программы

  • ED2K она-же eDonkey2000 - сеть централизованного типа, крупнейшая из ныне существующих файлообменных сетей. Поиск выполняют специализированные серверы, связанные между собой. Клиенты самостоятельно обмениваются по протоколу MFTP . Компания MetaMachine разработчики исходной концепции и первого клиента основанного на веб-интерфейсе (Edonkey 2000 v1.4.5)в 2005 году прекратили поддержку этого проекта, однако сеть продолжает функционировать за счет более совершенного и более мощного клиента eMule , который использует механизмы - представляет из себя слабо связанные между собой выделенные сервера для поиска (хабы). Хабы Direct Connect очень удобны для организации файлового обмена в локальных сетях.
  • Advanced Direct Connect - эволюционное развитие сетей Direct Connect с устранение основных недостатков.
  • FastTrack , iMesh - первоначально была реализована в KaZaA …
  • giFT (mlDonkey.
  • Shareaza , BearShare , Phex .
  • Shareaza .
  • Ares - файлообменная сеть для любых файлов.
  • проприетарный протокол. Весь поиск происходит через центральный сервер, на котором есть бесплатная регистрация и платная подписка (официальный сайт). Клиенты: mlDonkey, SolarSeek .
  • Entropy - анонимные и устойчивые к цензуре файлообменные сети.
  • Blubster, Piolet , RockItNet.
  • NEOnet - частично-децентрализованая коммерческая сеть на условно-платной основе. Является специфической вспомогательной модификацией протокола DHT при работе в отделенном коммерческом сегменте сети Gnutella1 , поддерживаемом с помощью клиента Morpheus . Свойства криптографической защиты и сетевой анонимности в сети NeoNet не поддерживаются.
  • Tesla - Возможно, содержит MalWare.
  • Filetopia - потенциально безопасная сеть для обмена самым разным контентом.
  • MUTE - Клиенты: MFC Mute , Napshare .
  • Peer2Mail - принципиально это даже не пиринговая сеть, а разновидность ПО позволяющего передавать файлы между двумя хостами (peer-to-peer), используя почтовые сервисы в качестве роутера. Технология передачи файлов основана на инкапсуляции в SMTP-протокол.
  • Ants p2p - открытая P2P-сеть 3-го поколения повышенной безопасности. клиент.
  • Anthill - система(сеть) академического исследования сложных адаптивных систем, основанных на Rodi - поддерживает поиск по содержанию файлов. AppleJuice - частично децентрализованная сеть (как eDonkey).
  • BeOS.
  • - глобальный виртуальный диск для обмена файлами с авторизацией и шифрованием.
  • ProxyShare - новая высокоскоростная сеть с больши́ми возможностями.
  • Acquisition - сеть и клиент для Mac.
  • RShare - анонимная открытая P2P -сеть.
  • Marabunta - альтернативная пиринговая система ориентированная исключительно на предоставление услуг обмена мгновенными сообщениями на общей доске объявлений (P2P-chat) . Программа в основном рассчитана на применение в локальных сетях, и потому не содержит возможностей автообновления нод-листа (его приходится пополнять вручную) . При наличии постоянных IP-адресов реципиентов, может работать и в интернете, однако встроенная функция bootstrap с серверов разработчиков не работоспособна из-за того, что с 2006 года проект практически перестал развиваться.
  • SKad или OpenKAD - модификация протокола Winny . Дальнейше развитие этой сети в сторону сетевой анонимности привело к появлению программы Share . И на сегодняшний день существует и третья версия под управлением программы Perfect Dark . К сожалению все три версии сети SKad развивались паралельно и хотя они имеют много общего, но из-за видоизменения процедуры кодирования нод-листа в сторону более жесткого шифрования, они не совместимы между собой. Таким образом все три программы образовали три идентичные сети с разными степенями защищенности.
  • - Собственническое ПО от Microsoft.
  • P-Grid - самоорганизующаяся децентрализованная сеть.
  • P2PTV - сеть телевизионных каналов.
  • KoffeePhoto - сеть для обмена фотографиями.
  • Poisoned – программа для работы с файлообменными сетями Gnutella, OpenFT, FastTrack в среде операционной системы Mac OS X . Представляет собой графический интерфейс для фонового приложения giFT.

Пиринговые сети распределенных вычислений

Технология пиринговых сетей (не подвергающихся квазисинхронному исчислению) применяется также для распределённых вычислений . Они позволяют в сравнительно очень короткие сроки выполнять поистине огромный объём вычислений, который даже на суперкомпьютерах потребовал бы, в зависимости от сложности задачи, многих лет и даже столетий работы. Такая производительность достигается благодаря тому, что некоторая глобальная задача разбивается на большое количество блоков, которые одновременно выполняются сотнями тысяч компьютеров, принимающими участие в проекте.


Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Одноранговые сети" в других словарях:

    одноранговые коммутации - построение одноранговой сети — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы построение одноранговой сети EN peer to peer networking … Справочник технического переводчика

    Эту страницу предлагается переименовать в Беспроводная самоорганизующаяся сеть. Пояснение причин и обсуждение на странице Википедия:К переименованию/1 декабря 2012. Возможно, её текущее название не соответствует нормам современного… … Википедия

    Файлообменные сети - Файлообменная сеть - собирательное название сетей для совместного использования файлов. Часто в основе файлообменных сетей лежат одноранговые компьютерные сети, основанные на равноправии участвующих в обмене файлами, то есть каждый участник … Энциклопедия ньюсмейкеров

    Файлообменная сеть собирательное название сетей для совместного использования файлов. Часто в основе файлообменных сетей лежат одноранговые компьютерные сети, основанные на равноправии участвующих в обмене файлами, то есть каждый участник… … Википедия

В сетях без централизованного управления (часто их называют одноранговыми сетями – peer-to-peer) нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Функции управления сетью передаются от одной станции к другой. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям (на каждом компьютере должны быть программные средства администрирования сети). Каждая станция сети может выполнять функции как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все периферийные устройства, подключенные к другим станциям (магнитные и оптические диски, принтеры, сканера, плоттеры и т. д.). Но отсутствие серверов в сети не позволяет администратору централизованно управлять ресурсами. Каждый компьютер, включенный в одноранговую сеть, имеет свои собственные сетевые программные средства, а необходимость прямого взаимодействия компьютеров друг с другом по мере расширения системы приводит к слишком большому количеству связей между рабочими станциями. Эффективно управлять такой системой практически невозможно.

Достоинства одноранговых сетей:

    низкая стоимость;

    высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

    возможность подключения небольшого числа рабочих станций (не более 10);

    сложность управления сетью;

    трудности обновления и изменения программного обеспечения станций;

    сложность обеспечения защиты информации.

Одноранговые сети создаются на базе таких сетевых операционных систем, как Artisoft LANtastic, Novell NetWare Lite, оболочки MS Windows for Workgroups.

Серверные локальные сети

В сетях с централизованным управлением (часто их называют) один из компьютеров (сервер) реализует процедуры, предназначенные для использования всеми рабочими станциями, управляет взаимодействием рабочих станций и выполняет целый ряд сервисных функций. В процессе обработки, данных клиент может сформировать запрос на сервер для выполнения тех или иных процедур: чтение файла, поиск информации в базе данных, печать файла и т. п.

Сервер выполняет запрос, поступивший от клиента. Результаты выполнения запроса передаются клиенту. Сервер обеспечивает хранение данных общего использования, организует доступ к этим данным и передает данные клиенту. Клиент обрабатывает полученные данные и представляет результаты обработки в виде, удобном для пользователя. Обработка данных может быть выполнена и на сервере.

Следует отметить, что в серверных сетях клиенту непосредственно доступны ресурсы сети, имеющиеся только на сервере (серверах, если имеется несколько специализированных серверов). Данные и программы, хранящиеся на дисках чужих рабочих станций, могут быть доступны пользователю только через сервер или с помощью установленной в сети специальной программы доступа к ресурсам рабочих станций.

Системы, в которых сервер выполняет только процедуры организации, хранения и выдачи клиентам нужной информации, называются системами «файл-сервер» или сетями с выделенным сервером; те же системы, в которых на сервере наряду с хранением выполняется и содержательная обработка информации, принято называть системами «клиент-сервер» .

В системе «клиент-сервер» сервер играет активную роль: он не просто выдает на запрос весь файл, а может предварительно обработать информацию и вы­дать клиенту результаты решения задачи или отобрать именно те записи файла, которые и интересуют клиента, в удобном для клиента представлении. Такая технология, кроме всего прочего, способствует и меньшей загрузке каналов связи сети.

Клиент-серверные системы иногда подразделяют также на две группы:

    системы, в которых клиент, решая свои задачи на сервере, использует свое прикладное программное обеспечение (такие системы часто называют системами с толстым клиентом);

    системы, в которых клиент, решая свои задачи на сервере, прибегает к прикладному программному обеспечению, размещенному на сервере (такие системы обычно называют системами с топким клиентом); типичным примером этих систем являются ЛВС, где в качестве рабочих станций выступают сетевые компьютеры.

Сервер, работающий по технологии «файл-сервер», сам называется файл-сервером; работающий по технологии «клиент-сервер» – сервером приложений.

Достоинства серверных локальных вычислительных сетей:

    отсутствие ограничений на число рабочих станций;

    простота управления по сравнению с одноранговыми сетями;

    высокое быстродействие;

    надежная система защиты информации.

Недостатки серверных локальных вычислительных сетей:

    высокая стоимость из-за выделения одного или нескольких компьютеров под сервер;

    зависимость быстродействия и надежности сети от сервера; а меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью.

Серверные сети являются весьма распространенными; примеры сетевых опера­ционных систем для таких сетей: LAN Manager (Microsoft), Token Ring (IBM) и NetWare (Novell).

Если вы регулярно пользуетесь Интернетом, скорее всего вы слышали о терминах одноранговая сеть, децентрализованная сеть, или пиринговая сеть, peer-to-peer или ее аббревиатура - P2P сеть. Все эти термины обозначают одно и то же. Если вы хотите знать, что такое peer-to-peer, и для чего он используется, вы должны прочитать эту статью.

Что такое P2P или одноранговая сеть?

Peer-to-peer, или сокращенно P2P сеть, - это вид компьютерных сетей, использующих распределенную архитектуру. Это означает, что все компьютеры или устройства, входящие в нее, используют рабочие нагрузки в сети совместно. Компьютеры или устройства, которые являются частью пиринговой сети, называются пирами. Каждый узел одноранговой сети, или пир, равен другим пирам. Привилегированных участников нет, как и нет центрального административного устройства. Таким образом, сеть децентрализованная.

В некотором роде, одноранговые сети - это социалистические сети в цифровом мире. Каждый участник равен другим, и каждый имеет те же права и обязанности, что и другие. Пиры одновременно являются и клиентами, и серверами.

Кроме того, каждый ресурс, доступный в пиринговой сети, является общим для всех узлов без участия центрального сервера. Общими ресурсами в сети P2P могут быть:

  • Процессорные мощности
  • Дисковое пространство
  • Пропускная способность сети

Что делают сети P2P (peer-to-peer)?

Основная цель одноранговых сетей заключается в совместном использовании ресурсов и совместной работе компьютеров и устройств, предоставлении конкретной услуги или выполнении конкретной задачи. Как упоминалось ранее, децентрализованная сеть используется для совместного использования всех видов вычислительных ресурсов, таких как вычислительная мощность, пропускная способность сети или дисковое пространство. Однако наиболее распространенным вариантом использования пиринговых сетей является обмен файлами в Интернете. Одноранговые сети идеально подходят для обмена файлами, поскольку они позволяют подключенным к ним компьютерам получать и отправлять файлы одновременно.

Рассмотрим ситуацию: вы открываете свой веб-браузер и посещаете веб-сайт, где вы загружаете файл. В этом случае сайт работает как сервер, а ваш компьютер действует как клиент, который получает файл. Вы можете сравнить это с дорогой с односторонним движением: загружаемый файл - это автомобиль, который идет от точки A (веб-сайт) до точки B (ваш компьютер).

Если вы загружаете один и тот же файл через одноранговую сеть, используя сайт BitTorrent в качестве отправной точки, загрузка выполняется по-разному. Файл загружается на ваш компьютер по частям, которые поступают со многих других компьютеров, у которых уже есть этот файл, в P2P сеть. В то же время файл также отправляется (загружается) с вашего компьютера другим лицам, которые его запрашивают. Эта ситуация похожа на двухстороннюю дорогу: файл похож на несколько небольших автомобилей, которые приходят на ваш компьютер, но также отправляются к другим пользователям, когда они его запрашивают.

Почему одноранговые сети полезны?

Сети P2P имеют несколько особенностей, которые делают их полезными:

  • Их трудно «уронить», т. е. Вывести из рабочего состояния. Даже если вы отключите одного пира, другие продолжают работать и взаимодействовать. Чтобы сеть перестала работать, вы должны закрыть все пиры.
  • Пиринговые сети чрезвычайно масштабируемы. Новые пиры легко добавляются, так как вам не нужно изменять конфигурацию на центральном сервере.
  • Когда дело доходит до обмена файлами, то чем больше одноранговая сеть, тем быстрее это происходит. Наличие одного и того же файла, хранящегося на многих одноранговых узлах в децентрализованной сети, означает, что когда кому-то нужно его скачать, файл загружается из многих мест одновременно.

Зачем нужны пиринговые сети? Легальное использование P2P сетей

Одноранговые сети нужны для подключения компьютеров и устройств в единую сеть без необходимости настройки сервера. При создании сервера его осень дорого и сложно обслуживать, и люди используют более дешевые альтернативы, такие как P2P. Вот несколько распространенных примеров использования сетей P2P:

  • Когда вы в своем доме подключаете устройство на Windows к домашней группе компьютеров, вы создаете между ними одноранговую сеть. Homegroup - небольшая группа компьютеров, которые связаны между собой для совместного использования дискового пространства и принтеров. Это одно из самых распространенных применений для одноранговой технологии. Некоторые люди могут сказать, что домашние группы не могут быть одноранговыми, поскольку компьютеры в сети подключены к маршрутизатору. Однако имейте в виду, что маршрутизатор никак не связан именно с управлением сети. Маршрутизатор не работает как сервер, а просто как интерфейс или связующее звено между локальной сетью и Интернетом.
  • Когда вы создаете сеть между двумя компьютерами, вы создаете пиринговую сеть.
  • Совместное использование больших файлов в интернете часто выполняется с использованием сетевой архитектуры P2P. Например, некоторые онлайн-игровые платформы используют P2P сеть для загрузки игр между пользователями. Blizzard Entertainment распространяет Diablo III, StarCraft II и World of Warcraft с использованием P2P. Другой крупный издатель, Wargaming, делает то же самое со своими играми World of Tanks, World of Warships и World of Warplanes. Другие же, такие как Steam или GOG, предпочитают не использовать P2P, а поддерживать выделенные серверы по всему миру.
  • Обновления Windows 10 поставляются как с серверов Microsoft, так и через сеть P2P.
  • Многие операционные системы Linux распространяются через BitTorrent, которые используют одноранговые сети. Такими примерами являются Ubuntu, Linux Mint и Manjaro.
  • И наконец, технология блокчейн использует одноранговые децентрализованные сети для записи информации в распределенном реестре на всех компьютерах сети одновременно. (Более подробно читайте в статьях «Что такое блокчейн простыми словами? » и «Что такое распределенный реестр? »)

Пиринговые сети - самый дешевый способ распространения контента, потому что они используют пропускную способность одноранговых узлов, а не пропускную способность создателя контента.

История сетей P2P

Предшественником одноранговых сетей является USENET, который был разработан в 1979 году. Это была система, которая позволяла пользователям читать и публиковать сообщения / новости. Это была сеть, подобная современным онлайн-форумам, но с той разницей, что USENET не полагался на центральный сервер или администратора. USENET копировал одно и то же сообщение / новость на все серверы, найденные в сети. Аналогично, децентрализованные сети распространяют и используют все доступные им ресурсы.

Следующей большой вехой в истории одноранговых сетей был 1999 год, когда появился Napster. Napster был файлообменным программным обеспечением, которое люди использовали для распространения и загрузки музыки. Музыка, распространяемая с помощью Napster, обычно защищалась авторским правом и, таким образом, ее распространение было незаконным. Однако это не помешало людям использовать его.

Хотя Napster был тем, кто вывел P2P в мейнстрим, проект в конечном итоге потерпел неудачу и был закрыт властями по причине незаконного распространения контента.

Можно также с уверенностью сказать, что новой ступенью в развитии пиринговых сетей стало становление блокчейн индустрии в 2008 году вместе с появлением Биткоина . Использование одноранговых децентрализованных сетей - одно из трех основных составляющих технологии блокчейн, наряду с общим реестром записей и механизмом консенсуса.

В настоящее время P2P остается одной из самых популярных технологий для обмена файлами через Интернет, использующаяся как законно, так и незаконно.

Незаконное использование одноранговых сетей

P2P - спорная технология, потому что она широко используется для пиратства. Из-за преимуществ этой технологии существует множество веб-сайтов в Интернете, которые предлагают доступ к защищенному авторским правом контенту, например, кино, музыке, программному обеспечению или играм, через сети P2P. Хотя сама технология не является незаконной и имеет множество легальных вариантов применения, которые не связаны с пиратством, то, как некоторые люди используют P2P, является незаконным.

Поэтому, при использовании пиринговой сети убедитесь, что вы не занимаетесь пиратством или другими вариантами использования, которые наказываются по закону.

Одноранговая сеть – это сеть равноправных компьютеров (рабочих станций), каждый из которых имеет уникальное имя и пароль для входа в компьютер. Одноранговая сеть не имеют центрального ПК.

Рис. 2.2 Схема одноранговой сети

В одноранговой сети каждая рабочая станция может разделить все ее ресурсов с другими рабочими станциями сети. Рабочая станция может разделить часть ресурсов, а может вообще не предоставлять никаких ресурсов другим станциям. Например, некоторые аппаратные средства (сканеры, принтеры винчестеры, приводы CD-ROM, и др.), подключенные к отдельным ПК, используются совместно на всех рабочих местах.

Каждый пользователь одноранговой сети является администратором на своем ПК. Одноранговые сети применяются для объединения в сеть небольшого числа компьютеров – не более 10-15. Одноранговые сети могут быть организованы, например, с помощью операционной системы Windows Windows XP, Windows 8, 10 и другими ОС.

Для доступа к ресурсам рабочих станций в одноранговой сети необходимо войти в папку «сетевое окружение» или «сеть», дважды щелкнув на пиктограмме Сетевое окружение и выбрать команду Отобразить компьютеры рабочей группы. После этого на экране будут отображены компьютеры, которые входят в одноранговую сеть, щелкая мышью на пиктограммах компьютеров можно открыть логические диски и папки с общесетевыми ресурсами.

Иерархические (многоуровневые) локальные сети

Иерархические локальные сети – локальные сети, в которых имеется один или несколько специальных компьютеров – серверов, на которых хранится информация, совместно используемая различными пользователями. Иерархические локальные сети – это, как правило, ЛВС с выделенным сервером, но существуют сети и с невыделенным сервером. В сетях с невыделенным сервером функции рабочей станции и сервера совмещены. Рабочие станции, входящие в иерархическую сеть , могут одновременно организовать между собой одноранговую локальную сеть .

Рис. 2.3 Схема сети с выделенным сервером

Выделенные серверы обычно представляют собой высокопроизводительные компьютеры, с винчестерами большой емкости. На сервере устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все внешние устройства (принтеры, сканеры, жесткие диски, модемы и т.д.). Предоставление ресурсов сервера в иерархической сети производится на уровне пользователей.

Каждый пользователь должен быть зарегистрирован администратором сети под уникальным именем (логином) и пользователи должны назначить себе пароль, под которым будут входить в ПК и сеть. Кроме того, при регистрации пользователей администратор сети выделяет им необходимые ресурсы на сервере и права доступа к ним.

Компьютеры, с которых осуществляется доступ к информации на сервере, называются рабочими станциями, или клиентами. На них устанавливается автономная операционная система и клиентская часть сетевой операционной системы. В локальные операционные системы Windows 2000, Windows XP, Windows 7, Windows 8 включена клиентская часть таких сетевых операционных систем как: Windows NT Server, Windows 2003 Server и т.д.

Базовые сетевые топологии

Все компьютеры в локальной сети соединены линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется физической топологией . В зависимости от топологии различают сети: шинной, кольцевой, звездной, иерархической и произвольной структуры.

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.

В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

· физическая "шина" (bus);

· физическая “звезда” (star);

· физическое “кольцо” (ring);

· физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).

Шинная топология

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются оконечные сопротивления (терминаторы). Каждый компьютер подключается к коаксиальному кабелю с помощью Т-разъема (Т - коннектор). Данные от передающего узла сети передаются по шине в обе стороны, отражаясь от оконечных терминаторов. Терминаторы предотвращают отражение сигналов, т.е. используются для гашения сигналов, которые достигают концов канала передачи данных. Таким образом, информация поступает на все узлы, но принимается только тем узлом, которому она предназначается. В топологии логическая шина среда передачи данных используются совместно и одновременно всеми ПК сети, а сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления по среде передачи. Так как передача сигналов в топологии физическая шина является широковещательной, т.е. сигналы распространяются одновременно во все направления, то .

Рис. 2.4 Схема сети с шинной топологией

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой Ethernet (классы 10Base-5 и 10Base-2 для толстого и тонкого коаксиального кабеля соответственно).

Преимущества сетей шинной топологии:

· отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

· сеть легко настраивать и конфигурировать;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

· разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

· ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

· трудно определить дефекты соединений

Топология типа “звезда”

В сети, построенной по физической топологии типа “звезда”, каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору (хабу - hub ) или коммутатору (свичу - switch ) . Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Рис. 2.5 Схема сети с топологией типа “звезда”

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, т.е. сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной .

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet (Twisted Pair Ethernet - Витая пара Ethernet).

Преимущества сетей топологии звезда:

· легко подключить новый ПК;

· имеется возможность централизованного управления;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

· отказ хаба влияет на работу всей сети;

· большой расход кабеля;

Топология “кольцо”

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Рис. 2.6 Схема сети с топологией “кольцо”

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо.

Данную сеть очень легко создавать и настраивать. К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология “кольцо” не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Топология Token Ring

Эта топология основана на топологии "физическое кольцо с подключением типа звезда". В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (Token Ring) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор - это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.

Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты. В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда” .

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не влечет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключает неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

Рис. 2.7 Схема сети с топологией " физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring)"

В архитектуре Token Ring маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу , созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении (направление движения маркера и пакетов данных представлено на рисунке стрелками синего цвета). Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции.

Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.

Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер ) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора , который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии Token Ring:

· топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;

· высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций.

Недостатки сетей топологии Token Ring: большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи.

Локальные вычислительные сети

Локальной вычислительной сетью (ЛВС) называют сеть, элементы которой - вычислительные машины (в том числе мини- и микрокомпьютеры), терминалы, связная аппаратура - располагаются на сравнительно небольшом удалении друг от дру­га (до 10км).

Локальная сеть обычно предназначается для сбора, передачи, рассредоточенной и распределенной обработки информации в пределах одной лаборатории, отдела, офиса или фирмы, часто специализируется на выполнении определенных функций в соответствии с профилем деятельности фирмы и отдельных ее подразделений. Во многих случаях ЛВС, обслуживающая свою локальную информационную систему, связана с другими вычислительными сетями, внутренними или внешними, вплоть до региональных или глобальных сетей.

Основное назначение любой вычислительной сети - предоставление информационных и вычислительных ресурсов подключенным к ней пользователям.

Связь ЛВС с сетью Интернет может выполняться через хост-компьютер, в качестве какового может использоваться web-сервер или сервер-шлюз (часто именуемый прокси-сервером) - рабочая станция, имеющая специализированное программное обеспечение для непосредственной работы в Интернете, например программы Easy Proxy, WinProxy, WinGate 2 .

Виды локальных вычислительных сетей

Локальные вычислительные сети можно классифицировать по целому ряду признаков (рис. 12.1).

1 Локальные вычислительные сети - единственный вид сетей, в которых вычислительные процессы могут превалировать над информационными, поэтому прилагательное «вычислительные» здесь уместно. Хотя даже из приведенной ниже классификации видно, что чаще всего это не так.

2 Классический прокси-сервер поддерживает функцию буфера для временного хранения передаваемых данных, так что при повторном запросе данных, еще хранимых на сервере, их не нужно искать снова, а можно прямо воспользоваться хранимой копией. Более того, если связь с сетью прервется, прокси-сервер будет продолжать работать.

Классификация ЛВС

Уровень управления Назначение сети Топология сети Однородность сети
Сети рабочих групп Вычислительные сети Шина Однородные сети
Сети отделов Информационно-вычислительные Петля Неоднородные сети
Сети кампусов Информационные сети Звезда (радиальная)
Равноправность узлов сети
Корпоративные сети Информационно-поисковые сети Полносвязная
Информационно-советующие сети Иерархическая Серверные сети
Информационно-управляющие сети Смешанная Одноранговые сети

Рис. 12.1. Классификация локальных вычислительных сетей

Существует параллельная классификация вычислительных сетей, в которой локальные сети определены несколько иначе: локальной сетью считается компьютерная сеть, обслуживающая нужды одного предприятия, одной корпорации. Среди таких вычислительных сетей выделяют:

Локальные сети рабочих групп, обычно объединяют ряд ПК, работающих под управлением одной операционной среды. В ряду компьютеров часто выделяются специализированные серверы, предназначенные для выполнения функций файлового сервера, сервера печати, факс-сервера.

Локальные сети отделов используются небольшой группой сотрудников предприятия, работающих в одном отделе (отдел кадров, бухгалтерия, отдел маркетинга и т. п.). В отделе может насчитываться до сотни компьютеров. Чаще всего такая сеть имеет несколько выделенных серверов, специализированных для таких ресурсов, как программы-приложения, базы данных, лазерные принтеры, модемы и т. д. Такие сети, как правило, используют одну сетевую технологию и также одну (максимум две) операционную систему. Территориально они чаще всего расположены и в одном здании.

Сети кампусов получили название от слова campus - студенческий городок. Ос­новное назначение этих сетей - объединение нескольких мелких сетей в одну. Сети кампусов могут занимать значительные территории и объединять много разнородных сетей. Основное назначение этих сетей - обеспечить взаимодействие между сетями отделов и рабочих групп и создать доступ к базам данных предприятия и другим дорогостоящим сетевым ресурсам. На уровне сети кампуса решаются мно­гие проблемы интеграции неоднородного программного и технического обеспече­ния. Ресурсы глобальной сети Интернет сети кампусов не используют.

Корпоративные сети - сети масштаба всего предприятия, корпорации. Они могут охватывать большие территории, вплоть до работы на нескольких континентах. Ввиду высокой стоимости индивидуальных выделенных коммуникаций и плохой защищенности от несанкционированного доступа коммутируемых каналов связи они чаще всего используют коммуникационные возможности Интернета, и поэтому территориальное размещение для таких сетей роли не играет. Корпоративные сети относят к особой разновидности локальных сетей, имеющих значительную территорию охвата. Ввиду быстрого развития и больших перспектив корпоративных сетей они рассмотрены в отдельном разделе.

По назначению ЛВС их можно разделить на следующие:

- вычислительные, выполняющие преимущественно расчетные работы;

Информационно-вычислительные, кроме расчетных выполняющие работу по информационному обслуживанию пользователей;

Информационные, выполняющие в основном информационное обслуживание пользователей (создание и оформление документов, доставку пользователю директивной, текущей, справочной и другой нужной ему информации);

Информационно-поисковые - разновидность информационных, специализирующуюся на поиске информации в сетевых хранилищах по нужной пользователю тематике;

Информационно-советующие, обрабатывающие текущую организационную, техническую и технологическую информацию и вырабатывающие результирующую информацию для поддержки принятия пользователем правильных решений;

Информационно-управляющие, обрабатывающие текущую техническую и технологическую информацию и вырабатывающие результирующую информацию, на базе которой автоматически вырабатываются воздействия на управляемую систему и т. д.

По количеству подключенных к сети компьютеров сети можно разделить на малые, объединяющие до 10-15 машин, средние - до 50 машин и большие - свыше 50 машин.

По территориальной расположенности ЛВС делятся на компактно размещенные (все компьютеры расположены в одном помещении) и распределенные (компью­теры сети размещены в разных помещениях).

По пропускной способности ЛВС делятся на три группы:

ЛВС с малой пропускной способностью (скорости передачи данных в пределах до десятка мегабит в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи тонкий коаксиальный кабель или витую пару;

ЛВС со средней пропускной способностью (скорости передачи данных несколько десятков мегабит в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи толстый коаксиальный кабель или экранированную витую пару;

ЛВС с большой пропускной способностью (скорости передачи данных сотни и даже тысячи мегабит в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи волоконно-оптические кабели.

По топологии ЛВС делятся на шинные, петлевые, радиальные, полносвязные, иерархические и смешанные.

По типам используемых компьютеров они делятся на однородные и неоднородные. В однородных ЛВС используются одинаковые типы компьютеров, имеющие одинаковые операционные системы и однотипный состав абонентских средств. В однородных сетях значительно проще выполнять многие распределенные информаци­онные процедуры (в качестве классического примера можно назвать организацию и использование распределенных баз данных).

По организации управления ЛВС делятся на:

ЛВС с централизованным управлением;

ЛВС с децентрализованным управлением.

Об этих классах ЛВС поговорим немного подробнее.

В ЛВС наиболее важными (видимыми) для пользователя являются два структурно-функциональных звена: рабочие станции и серверы. Не все ЛВС имеют в своем составе выделенные серверы, в некоторых случаях функции сервера оказываются как бы распределенными между рабочими станциями сети. С этой точки зрения и можно говорить о двух типах ЛВС:

Без централизованного управления;

С централизованным управлением.

Одноранговые локальные сети

В сетях без централизованного управления (часто их называют одноранговыми сетями - peer-to-peer) нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Функции управления сетью передаются от одной станции к другой. Сетевая операционная система распределена по всем рабочим станциям (на каждом компьютере должны быть программные средства администрирования сетью). Каждая станция сети может выполнять функции, как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть. Пользователю сети доступны все периферийные устройства, подключенные к другим станциям (магнитные и оптические диски, принтеры, сканеры, плоттеры и т. д.). Но отсутствие серверов в сети не позволяет администратору централизованно управлять ресурсами. Каждый компьютер, включенный в одноранговую сеть, имеет свои собственные сетевые программные средства, а необходимость прямого взаимодействия компьютеров друг с другом по мере расширения системы приводит к слишком большому количеству связей между рабочими станциями. Эффективно управлять такой системой практически невозможно.

Достоинства одноранговых сетей:

Низкая стоимость;

Высокая надежность.

Недостатки одноранговых сетей:

Возможность подключения небольшого числа рабочих станций (не более 10);

Сложность управления сетью;

Трудности обновления и изменения программного обеспечения станций;- сложность обеспечения защиты информации.

Одноранговые сети создаются на базе таких сетевых операционных систем, как Artisoft LANtastic, Novell NetWare Lite, оболочки MS Windows for Workgroups.