Tipuri de tehnologii de rețea ale rețelelor locale. Tehnologii moderne de rețele de calculatoare: principii de funcționare și protocoale

Tehnologia de rețea - acesta este un set agreat de protocoale standard și software și hardware care le implementează (de exemplu, adaptoare de rețea, drivere, cabluri și conectori), suficiente pentru a construi o rețea de calculatoare. Epitetul „suficient” subliniază faptul că acest set reprezintă setul minim de instrumente cu care puteți construi o rețea de lucru. Poate că această rețea poate fi îmbunătățită, de exemplu, prin alocarea de subrețele în ea, care va necesita imediat, pe lângă protocoalele Ethernet standard, utilizarea protocolului IP, precum și a dispozitivelor speciale de comunicație - routere. Rețeaua îmbunătățită va fi cel mai probabil mai fiabilă și mai rapidă, dar în detrimentul suplimentelor la tehnologia Ethernet care a stat la baza rețelei.

Termenul " tehnologie de rețea„este folosit cel mai adesea în sensul restrâns descris mai sus, dar uneori interpretarea sa extinsă este folosită ca orice set de instrumente și reguli pentru construirea unei rețele, de exemplu, „tehnologie de rutare end-to-end”, „tehnologie pentru crearea unei rețele securizate”. canal”, „tehnologie de rețea IP”.

Protocoalele pe care este construită o rețea a unei anumite tehnologii (în sens restrâns) au fost dezvoltate special pentru lucrul în comun, astfel încât dezvoltatorul rețelei nu necesită eforturi suplimentare pentru a organiza interacțiunea lor. Uneori sunt numite tehnologii de rețea tehnologii de bază, având în vedere că baza oricărei rețele este construită pe baza acestora. Exemple de tehnologii de bază de rețea includ, împreună cu Ethernet, următoarele tehnologii bine-cunoscute: rețele locale precum Token Ring și FDDI, sau tehnologii ale rețelelor teritoriale X.25 și Frame Relay. Pentru a obține o rețea funcțională în acest caz, este suficient să achiziționați software și hardware legate de aceeași tehnologie de bază - adaptoare de rețea cu drivere, hub-uri, comutatoare, sistem de cablu etc. - și conectați-le în conformitate cu cerințele standardului pentru această tehnologie.

Crearea de tehnologii standard de rețele locale

La mijlocul anilor '80, situația în rețelele locale a început să se schimbe dramatic. Au fost stabilite tehnologii standard pentru conectarea computerelor într-o rețea - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Calculatoarele personale au servit ca un stimulent puternic pentru dezvoltarea lor. Aceste produse de masă erau elemente ideale pentru construirea de rețele - pe de o parte, erau suficient de puternice pentru a opera o rețea softwareși, pe de altă parte, aveau nevoie în mod clar să-și combine puterea de calcul pentru a rezolva probleme complexe, precum și să împărtășească dispozitiv perifericși matrice de discuri. Prin urmare, calculatoarele personale au început să predomine în rețelele locale, nu doar ca computere client, ci și ca centre de stocare și procesare a datelor, adică servere de rețea, înlocuind minicalculatoarele și mainframe-urile din aceste roluri familiare.

Tehnologiile standard de rețea au transformat procesul de construire a unei rețele locale dintr-o artă într-o sarcină de rutină. Pentru a crea o rețea, a fost suficient să achiziționați adaptoare de rețea de standardul corespunzător, de exemplu Ethernet, un cablu standard, să conectați adaptoarele la cablu cu conectori standard și să instalați unul dintre sistemele de operare de rețea populare pe computer, de exemplu, NetWare. După aceasta, rețeaua a început să funcționeze și conectarea fiecărui computer nou nu a cauzat probleme - desigur, dacă pe el era instalat un adaptor de rețea cu aceeași tehnologie.

Rețelele locale, în comparație cu rețelele globale, au introdus o mulțime de lucruri noi în modul în care utilizatorii își organizează munca. Accesul la resursele partajate a devenit mult mai convenabil - utilizatorul putea pur și simplu să vizualizeze liste cu resursele disponibile, în loc să-și amintească identificatorii sau numele. După conectarea la o resursă de la distanță, a fost posibil să se lucreze cu aceasta folosind comenzi deja familiare utilizatorului din lucrul cu resursele locale. Consecința și, în același timp, forța motrice a acestui progres a fost apariția unui număr imens de utilizatori non-profesioniști care nu aveau nevoie să învețe comenzi speciale (și destul de complexe) pentru rețele. Și dezvoltatorii de rețele locale au avut ocazia să implementeze toate aceste facilități ca urmare a apariției liniilor de comunicație prin cablu de înaltă calitate, pe care chiar și adaptoarele de rețea de prima generație au furnizat rate de transfer de date de până la 10 Mbit/s.

Desigur, dezvoltatorii de rețele globale nici nu puteau visa la astfel de viteze - trebuiau să folosească canalele de comunicație disponibile, deoarece instalarea de noi sisteme de cabluri pentru rețele de calculatoare lungi de mii de kilometri ar necesita investiții de capital colosale. Și „la îndemână” erau doar canale de comunicație telefonică, prost potrivite pentru transmiterea de mare viteză a datelor discrete - o viteză de 1200 bps a fost o realizare bună pentru ei. Prin urmare, utilizarea economică a lățimii de bandă a canalului de comunicație a fost adesea principalul criteriu pentru eficacitatea metodelor de transmitere a datelor în rețelele globale. În aceste condiții, diverse proceduri de acces transparent la resursele de la distanță, standard pentru rețelele locale, pentru rețelele globale au rămas de mult timp un lux inaccesibil.

Tendințele moderne

Astăzi, rețelele de calculatoare continuă să se dezvolte și destul de repede. Diferența dintre rețelele locale și cele globale se micșorează în mod constant, în mare parte datorită apariției unor canale de comunicații teritoriale de mare viteză, care nu sunt inferioare ca calitate sistemelor de cablu de rețea locală. În rețelele globale, serviciile de acces la resurse apar la fel de convenabile și transparente ca serviciile de rețea locală. Exemple similare sunt demonstrate în număr mare de cea mai populară rețea globală - Internetul.

Rețelele locale se schimbă și ele. În loc de un cablu pasiv care conectează computerele, au apărut în ele o varietate de echipamente de comunicație în cantități mari - comutatoare, routere, gateway-uri. Datorită acestui echipament, a devenit posibilă construirea unor rețele corporative mari, numărând mii de computere și având o structură complexă. A existat o renaștere a interesului față de computerele mari, în mare parte pentru că, după ce euforia asupra ușurinței de operare s-a domolit. calculatoare personale S-a dovedit că sistemele formate din sute de servere sunt mai greu de întreținut decât câteva computere mari. Prin urmare, într-o nouă rundă a spiralei evolutive, mainframe-urile au început să revină la sistemele de calcul corporative, dar ca noduri de rețea cu drepturi depline care acceptă Ethernet sau Token Ring, precum și stiva de protocoale TCP/IP, care, datorită Internetului, a devenit un standard de rețea de facto.

A apărut o altă tendință foarte importantă, care afectează în mod egal atât rețelele locale, cât și cele globale. Au început să proceseze informații neobișnuite anterior pentru rețelele de calculatoare - voce, imagini video, desene. Acest lucru a necesitat modificări ale funcționării protocoalelor, sistemelor de operare în rețea și echipamentelor de comunicații. Dificultatea de a transmite astfel de informații multimedia într-o rețea este asociată cu sensibilitatea acesteia la întârzierile în transmiterea pachetelor de date - întârzierile duc de obicei la denaturarea unor astfel de informații la nodurile terminale ale rețelei. Deoarece serviciile tradiționale de rețea, cum ar fi transferul de fișiere sau e-mailul generează trafic insensibil la latență și toate elementele de rețea au fost concepute având în vedere latența, apariția traficului în timp real a creat probleme majore.

Astăzi, aceste probleme sunt rezolvate în diverse moduri, inclusiv cu ajutorul tehnologiei ATM special concepute pentru transmiterea diferitelor tipuri de trafic.Totuși, în ciuda eforturilor semnificative care se fac în această direcție, o soluție acceptabilă a problemei este încă departe, și mai sunt multe de făcut în acest domeniu pentru a atinge scopul prețuit - îmbinarea tehnologiilor nu numai ale rețelelor locale și globale, ci și a tehnologiilor oricăror rețele de informații - computer, telefon, televiziune etc. Deși astăzi această idee pare o utopie pentru mulți, experți serioși consideră că condițiile preliminare pentru o astfel de sinteză există deja, iar opiniile lor diferă doar în evaluarea termenilor aproximativi ai unei astfel de fuziuni - termenii sunt numiți de la 10 la 25 de ani. Mai mult, se crede că la baza unificării va fi tehnologia de comutare de pachete folosită astăzi în rețelele de calculatoare, și nu tehnologia de comutare de circuit folosită în telefonie, ceea ce probabil ar trebui să crească interesul pentru rețelele de acest tip.

Tehnologii moderne de rețea

Plan

Ce este o rețea locală?

Hardware retele de calculatoare. Topologii de rețele locale

Topologii fizice ale rețelelor locale

Topologii logice ale rețelelor locale

Conectori și prize

Cablu coaxial

pereche răsucită

Transmiterea de informații prin cabluri de fibră optică

Echipamente de comunicare

Echipamente și tehnologii rețele fără fir

Tehnologii și protocoale ale rețelelor locale

Adresarea computerelor din rețea și protocoalelor de bază de rețea

Instrumente de rețea Sisteme de operare MS Windows

Concepte de management al resurselor de rețea

Capabilitățile familiei de sisteme de operare MS Windows pentru organizarea muncii într-o rețea locală

Configurarea setărilor componentelor de rețea

Configurarea setărilor de conexiune

Conectarea unei imprimante de rețea

Conexiune unitate de rețea

Ce este o rețea locală?

Problema transferului de informații de la un computer la altul există încă de la apariția computerelor. Pentru a o rezolva am folosit abordări diferite. Cea mai obișnuită abordare „curier” din trecutul recent a fost copierea informațiilor pe suporturi amovibile (GMD, CD etc.), transferarea acestora la destinație și copierea din nou, dar de pe suportul amovibil pe computerul destinatarului. În prezent, astfel de metode de mutare a informațiilor fac loc tehnologiilor de rețea. Acestea. computerele sunt conectate unele la altele într-un fel, iar utilizatorul poate transfera informații la destinație fără a părăsi biroul.

Totalitate dispozitive informatice, care au capacitatea de a comunica între ele, sunt de obicei numite o rețea de calculatoare. În cele mai multe cazuri, există două tipuri de rețele de calculatoare: locale (LAN - LocalAreaNetwork) și globale (WAN - Wide-AreaNetwork). În unele opțiuni de clasificare, sunt luate în considerare o serie de tipuri suplimentare: urbane, regionale etc., cu toate acestea, toate aceste tipuri (în esență) sunt în majoritatea cazurilor variante ale rețelelor globale de diferite scări. Cea mai comună opțiune este de a clasifica rețelele în locale și globale în funcție de geografie. Acestea. În acest caz, o rețea locală de calculatoare este înțeleasă ca o colecție a unui număr finit de calculatoare situate într-o zonă limitată (în interiorul unei clădiri sau clădiri învecinate), conectate prin canale de informare care au de mare vitezăși fiabilitatea transmiterii datelor și destinată soluționării unui complex de probleme interdependente.

Hardware de rețea de calculatoare. Topologii de rețele locale

Toate computerele abonaților (utilizatori) care lucrează în rețeaua locală trebuie să poată interacționa între ele, de ex. să fie conectați unul cu celălalt. Modul în care sunt organizate astfel de conexiuni afectează semnificativ caracteristicile rețelei locale de calculatoare și se numește topologia acesteia (arhitectură, configurație). Există topologii fizice și logice. Topologia fizică a unei rețele locale se referă la amplasarea fizică a calculatoarelor care fac parte din rețea și la modul în care acestea sunt conectate între ele prin conductori. Topologia logică determină modul în care circulă informațiile și de foarte multe ori nu coincide cu topologia fizică selectată pentru conectarea abonaților rețelei locale.

Topologii fizice ale rețelelor locale

Există patru topologii fizice principale utilizate în construirea rețelelor locale.

Topologia magistralei (Fig. 1) implică conectarea tuturor calculatoarelor la un conductor comun. La ambele capete ale unui astfel de conductor sunt speciale dispozitive potrivite, numite terminatoare. Principalele avantaje ale acestei topologii sunt costul redus și ușurința de instalare. Dezavantajele includ dificultatea de a localiza locația defecțiunii și fiabilitatea scăzută: deteriorarea cablului oriunde duce la încetarea schimbului de informații între toate computerele din rețea. Datorită naturii propagării semnalului electric, chiar dacă două computere care încearcă să facă schimb de informații sunt conectate fizic între ele, dacă nu există un terminator la un capăt al unei astfel de „rupturi” a magistralei, comunicarea între ele va fi imposibilă.

Într-o topologie de inel (Fig. 2), fiecare abonat al rețelei este conectat la doi abonați din apropiere. Avantajele și dezavantajele sunt similare cu cele luate în considerare pentru topologia magistralei.

Topologia stea implică așezarea unui cablu separat pentru fiecare computer din rețea, conectând toți abonații rețelei la un anumit centru. Centrul stelei poate fi un computer sau un dispozitiv special de conectare numit hub (Fig. 3). Avantajul acestei topologii este fiabilitatea mai mare. O întrerupere a oricărui conductor „deconectează” doar un abonat. Blocajul acestei topologii este hub-ul. Dacă se rupe, întreaga rețea este blocată. Dezavantajul este costul mai mare al echipamentului (ținând cont de creșterea lungimii totale a conductorilor în comparație cu topologiile anterioare, precum și de costul echipamentelor suplimentare - un hub).

În ceea ce privește fiabilitatea și viteza schimbului de informații cele mai bune caracteristici are o topologie complet conectată (Fig. 4). În acest caz, abonaților de rețea li se oferă un canal de comunicare separat cu fiecare dintre ceilalți abonați. Cu toate acestea, din punct de vedere al costului, această topologie este inferioară tuturor celorlalte opțiuni.

Topologiile enumerate sunt de bază. Majoritatea rețelelor locale create în diverse organizații au o structură mai complexă și sunt diverse combinații ale topologiilor de mai sus.

Topologii logice ale rețelelor locale

Topologia logică determină natura distribuției informațiilor într-o rețea de calculatoare. Când se transmit informații de la un abonat al rețelei la un alt abonat, aceste informații sunt „formatate” corespunzător. Datele transmise sunt formatate în fragmente standard (pachete, datagrame). Pe lângă datele transmise efectiv (numere, texte, imagini etc.), adresa (a receptorului de informații sau a ambelor receptori și emițător), informații de control (astfel încât să puteți verifica dacă pachetul a fost primit integral sau doar parțial). de ea) și o serie de alte lucruri sunt adăugate la pachet.informații. Să luăm în considerare trei opțiuni principale pentru topologiile logice ale rețelelor de calculatoare locale.

Busul logic determină accesul egal la rețea pentru toți abonații. În acest caz, transmițătorul introduce un pachet de informații în rețea, iar toți ceilalți abonați „aud” informațiile transmise și le analizează. Dacă abonatul își găsește adresa ca parte a pachetului, el „păstrează” aceste informații pentru el, dacă adresa se dovedește a fi a altcuiva, o ignoră. Dacă, în momentul transmiterii informațiilor de către un abonat, un alt abonat „intervine” în conversație, are loc o suprapunere a pachetelor, numită coliziune. Coliziunile duc la „amestecarea” pachetelor și incapacitatea de a afla „cine a spus ce”. După ce a detectat o coliziune, abonatul care transmite „tăce” pentru un interval de timp de durată aleatorie, după care repetă încercarea de a transmite informații. Cu un număr foarte mare de abonați în rețea, probabilitatea de coliziuni crește brusc, iar rețeaua devine inoperabilă.

Inelul logic presupune că informațiile parcurg cerc complet și ajung la sursă, de exemplu. până la punctul din care a fost trimis. În acest caz, fiecare abonat compară adresa „destinatarului” cu adresa sa. Dacă adresele se potrivesc, informațiile sunt copiate într-un buffer, pachetul este marcat ca „a ajuns la destinatar” și este transmis următorului abonat. Dacă adresele nu se potrivesc, pachetul este transmis fără niciun semn. Când un abonat a primit un pachet trimis „cu mâna lui” și marcat „acceptat”, el nu îl transmite mai departe și un alt abonat al rețelei poate începe să lucreze.

Topologia stea logică (și versiunea sa - arbore) se concentrează pe stabilirea unui canal de comunicare între receptor și transmițător folosind comutatoare. Acestea. În absența unui comutator, este imposibil chiar și doi abonați de rețea să comunice între ei. Când transferați date de la un abonat la altul, toți ceilalți așteaptă sfârșitul transferului.

Conectori și prize

În prezent, în rețelele locale sunt utilizate mai multe tipuri de conductori. Pe baza naturii fizice a semnalului transmis, se face o distincție între conductorii electrici și conductorii optici. În plus, echipamentele pot fi folosite pentru a organiza rețele locale de calculatoare folosind canale wireless.

Cablu coaxial

Un cablu coaxial (Fig. 5) este un conductor închis într-o împletitură de ecranare. Conductorul este protejat de contactul cu impletitura printr-un izolator tubular. Caracteristica importanta sisteme de cabluri în general şi cablu coaxialîn special este rezistenţa sau impedanţa caracteristică. În rețelele locale se folosește un cablu coaxial cu o impedanță caracteristică de 50 ohmi și (mult mai rar) în rețelele ARCnet se folosește un cablu cu o impedanță caracteristică de 93 ohmi. Există două tipuri de cablu coaxial - gros (diametrul exterior aproximativ 10 mm) și subțire (diametrul exterior aproximativ 5 mm). Cu aceeași valoare caracteristică a impedanței, cablurile coaxiale groase și subțiri au caracteristici diferite în ceea ce privește lungimea segmentului de cablu și numărul de abonați de rețea acceptați. Cablul coaxial gros are o lungime maximă a segmentului de 500 de metri, suma maxima Există 100 de puncte de conectare.Un cablu coaxial subțire are o lungime maximă a segmentului de 185 de metri, un număr maxim de puncte de conectare de 30.

Termenul „tehnologie de rețea” este folosit cel mai adesea în sensul restrâns descris mai sus, dar uneori interpretarea sa extinsă este folosită și ca orice set de instrumente și reguli pentru construirea unei rețele, de exemplu, „tehnologie de rutare end-to-end”. „tehnologie de canal securizat”, „tehnologie IP.” rețele.”

Protocoalele pe care este construită o rețea a unei anumite tehnologii (în sens restrâns) au fost dezvoltate special pentru lucrul în comun, astfel încât dezvoltatorul rețelei nu necesită eforturi suplimentare pentru a organiza interacțiunea lor. Uneori sunt numite tehnologii de rețea tehnologii de bază, având în vedere că baza oricărei rețele este construită pe baza acestora. Exemplele de tehnologii de bază de rețea includ, pe lângă Ethernet, tehnologii de rețea locală bine-cunoscute precum Token Ring și FDDI sau tehnologii X.25 și frame relay pentru rețelele teritoriale. Pentru a obține o rețea funcțională în acest caz, este suficient să achiziționați software și hardware legate de aceeași tehnologie de bază - adaptoare de rețea cu drivere, hub-uri, comutatoare, sistem de cabluri etc. - și să le conectați în conformitate cu cerințele standardului pentru această tehnologie.

Crearea de tehnologii standard de rețele locale

La mijlocul anilor '80, situația în rețelele locale a început să se schimbe dramatic. Au fost stabilite tehnologii standard pentru conectarea computerelor într-o rețea - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Calculatoarele personale au servit ca un stimulent puternic pentru dezvoltarea lor. Aceste produse de bază erau elemente ideale pentru construirea de rețele - pe de o parte, erau suficient de puternice pentru a rula software de rețea, dar, pe de altă parte, aveau nevoie în mod clar de a-și pune în comun puterea de calcul pentru a rezolva probleme complexe, precum și de a partaja periferice și discuri scumpe. matrice. Prin urmare, calculatoarele personale au început să predomine în rețelele locale, nu doar ca computere client, ci și ca centre de stocare și procesare a datelor, adică servere de rețea, înlocuind minicalculatoarele și mainframe-urile din aceste roluri familiare.

Rețelele locale, în comparație cu rețelele globale, au introdus o mulțime de lucruri noi în modul în care utilizatorii își organizează munca. Accesul la resursele partajate a devenit mult mai convenabil - utilizatorul putea pur și simplu să vizualizeze liste cu resursele disponibile, în loc să-și amintească identificatorii sau numele. După conectarea la o resursă de la distanță, a fost posibil să se lucreze cu aceasta folosind comenzi deja familiare utilizatorului din lucrul cu resursele locale. Consecința și, în același timp, forța motrice a acestui progres a fost apariția unui număr imens de utilizatori non-profesioniști care nu aveau nevoie să învețe comenzi speciale (și destul de complexe) pentru lucrul în rețea. Și dezvoltatorii de rețele locale au avut ocazia să implementeze toate aceste facilități ca urmare a apariției liniilor de comunicație prin cablu de înaltă calitate, pe care chiar și adaptoarele de rețea de prima generație au furnizat rate de transfer de date de până la 10 Mbit/s.

Tendințele moderne

Rețelele locale se schimbă și ele. În loc de un cablu pasiv care conectează computerele, au apărut în ele o varietate de echipamente de comunicație în cantități mari - comutatoare, routere, gateway-uri. Datorită acestui echipament, a devenit posibilă construirea unor rețele corporative mari, numărând mii de computere și având o structură complexă. A existat o renaștere a interesului pentru computerele mari, în mare parte pentru că, după ce euforia legată de ușurința de a lucra cu computerele personale s-a diminuat, a devenit clar că sistemele formate din sute de servere erau mai greu de întreținut decât câteva computere mari. Prin urmare, într-o nouă rundă a spiralei evolutive, mainframe-urile au început să revină la sistemele de calcul corporative, dar ca noduri de rețea cu drepturi depline care acceptă Ethernet sau Token Ring, precum și stiva de protocoale TCP/IP, care, datorită Internetului, a devenit un standard de rețea de facto.

Astăzi, rețelele și tehnologiile de rețea conectează oamenii din fiecare colț al lumii și le oferă acces la cel mai mare lux din lume - comunicarea umană. Oamenii pot comunica și se pot juca cu prietenii din alte părți ale lumii fără interferențe.

Evenimentele care au loc devin cunoscute în toate țările lumii în câteva secunde. Toată lumea este capabilă să se conecteze la Internet și să își posteze informația.

Tehnologiile informaționale de rețea: rădăcinile originii lor

În a doua jumătate a secolului trecut, civilizația umană și-a format cele mai importante ramuri științifice și tehnice - computerul și Aproximativ un sfert de secol, ambele ramuri s-au dezvoltat independent, iar în cadrul lor au fost create rețele de calculatoare și, respectiv, de telecomunicații. Totuși, în ultimul sfert al secolului al XX-lea, ca urmare a evoluției și întrepătrunderii acestor două ramuri ale cunoașterii umane, a apărut ceea ce numim termenul de „tehnologie de rețea”, care este o subsecțiune a conceptului mai general de „informație”. tehnologie".

Ca urmare a apariției lor, în lume a avut loc o nouă revoluție tehnologică. Așa cum cu câteva decenii mai devreme suprafața terenului era acoperită de o rețea de drumuri expres, la sfârșitul secolului trecut toate țările, orașele și satele, întreprinderile și organizațiile, precum și casele individuale s-au găsit conectate prin „autostrăzi de informare”. În același timp, toate au devenit elemente ale diferitelor rețele de transfer de date între computere, în care au fost implementate anumite tehnologii de transfer de informații.

Tehnologia rețelei: concept și conținut

Tehnologia rețelei este un set suficient de reguli pentru prezentarea și transmiterea informațiilor, implementate sub forma așa-numitelor „protocoale standard”, precum și hardware și software, inclusiv adaptoare de rețea cu drivere, cabluri și linii de fibră optică, diverși conectori (conectori).

„Suficiența” acestui set de instrumente înseamnă minimizarea lui, menținând în același timp posibilitatea de a construi o rețea eficientă. Ar trebui să aibă potențialul de îmbunătățire, de exemplu, prin crearea de subrețele în el care necesită utilizarea de protocoale de diferite niveluri, precum și a comunicatoarelor speciale, denumite de obicei „routere”. După îmbunătățire, rețeaua devine mai fiabilă și mai rapidă, dar cu prețul adăugării de suplimente la tehnologia de rețea principală care îi formează baza.

Termenul „tehnologie de rețea” este cel mai des folosit în sensul restrâns descris mai sus, dar este adesea interpretat în sens larg ca orice set de instrumente și reguli pentru construirea de rețele de un anumit tip, de exemplu, „tehnologia rețelei de calculatoare locale”.

Prototip de tehnologie de rețea

Primul prototip al unei rețele de calculatoare, dar nu rețeaua în sine, a început în anii 60-80. sisteme multi-terminale din secolul trecut. Reprezentând o combinație de monitor și tastatură situate pe distante lungi de la calculatoarele mainframe și conectarea la acestea prin modemuri telefonice sau prin canale dedicate, terminalele au părăsit sediul centrului de calcul și au fost dispersate în întreaga clădire.

Totodată, pe lângă operatorul computerului propriu-zis de pe centrul de informare al computerului, toți utilizatorii terminalelor și-au putut introduce sarcinile de la tastatură și au putut observa execuția acestora pe monitor, efectuând unele operațiuni de management al sarcinilor. Astfel de sisteme care implementează atât algoritmi de partajare a timpului, cât și procesare în lot, au fost numite sisteme de introducere a sarcinilor de la distanță.

Rețele globale

În urma sistemelor cu mai multe terminale la sfârșitul anilor 60. secolul XX A fost creat primul tip de rețele - rețele globale de calculatoare (GCN). Au conectat supercalculatoarele, care existau în copii unice și stocau date și software unic, cu calculatoare mainframe situate la distanțe de până la multe mii de kilometri, prin rețele de telefonie și modemuri. Această tehnologie de rețea a fost testată anterior în sisteme cu mai multe terminale.

Primul GCS din 1969 a fost ARPANET, care a lucrat în cadrul Departamentului de Apărare al SUA și a unit diferite tipuri de computere cu diferite sisteme de operare. Au fost echipate cu module suplimentare pentru implementarea sistemelor de comunicații comune tuturor calculatoarelor din rețea. Pe acesta s-au dezvoltat bazele tehnologiilor de rețea care sunt încă folosite astăzi.

Primul exemplu de convergență a rețelelor de calculatoare și telecomunicații

GKS a moștenit linii de comunicație de la rețelele de telefonie mai vechi și mai globale, deoarece era foarte costisitor să construim noi linii de lungă distanță. Prin urmare, timp de mulți ani au folosit canale telefonice analogice pentru transmiterea către acest moment timp pentru o singură conversație. Datele digitale erau transmise peste ele la o viteză foarte mică (zeci de kbit/s), iar capacitățile erau limitate la transferul de fișiere de date și e-mail.

Cu toate acestea, moștenind linii telefonice comunicații, GKS nu și-a luat tehnologia de bază, bazată pe principiul comutării circuitelor, când fiecărei perechi de abonați i-a fost alocat un canal cu o viteză constantă pe toată durata sesiunii de comunicare. GKS a folosit noi tehnologii de rețea de calculatoare bazate pe principiul comutării de pachete, în care datele sub formă de mici porțiuni de pachete la o viteză constantă sunt emise într-o rețea necomutată și primite de destinatarii lor în rețea folosind coduri de adresă construite. în anteturile pachetelor.

Predecesorii rețelelor locale

Apariție la sfârșitul anilor 70. secolul XX LSI a condus la crearea de minicalculatoare cu costuri reduse și bogate funcţionalitate. Au început să concureze cu adevărat cu computerele mari.

Minicalculatoarele din familia PDP-11 au câștigat o mare popularitate. Au început să fie instalate în toate, chiar și în unitățile de producție foarte mici, pentru a gestiona procesele tehnice și instalațiile tehnologice individuale, precum și în departamentele de management al întreprinderii pentru a îndeplini sarcini de birou.

A apărut conceptul de resurse informatice distribuite în întreaga întreprindere, deși toate minicalculatoarele încă funcționau autonom.

Apariția rețelelor LAN

Pe la mijlocul anilor '80. secolul XX Au fost introduse tehnologii pentru combinarea minicalculatoarelor în rețele, bazate pe comutarea pachetelor de date, ca în GKS.

Ei au transformat construcția unei singure rețele de întreprindere, numită rețea locală (LAN), într-o sarcină aproape banală. Pentru a-l crea, trebuie doar să cumpărați adaptoare de rețea pentru tehnologia LAN selectată, de exemplu, Ethernet, standard sistem de cabluri, instalați conectori (conectori) pe cablurile acestuia și conectați adaptoarele la mini-computer și între ele prin aceste cabluri. Apoi, pe serverul computerului a fost instalat unul dintre sistemele de operare destinate organizării unei rețele LAN. După aceea, a început să funcționeze, iar conexiunea ulterioară a fiecărui minicomputer nou nu a cauzat probleme.

Inevitabilitatea internetului

Dacă apariția minicalculatoarelor a făcut posibilă distribuirea resurse informatice uniform pe teritoriile întreprinderilor, apoi apariția la începutul anilor 90. PC a dus la apariția lor treptată, mai întâi în fiecare loc de muncă al oricărui lucrător psihic și apoi în locuințele umane individuale.

Ieftinitatea relativă și fiabilitatea ridicată a computerelor au dat mai întâi un impuls puternic dezvoltării rețelelor LAN, apoi au condus la apariția unei rețele globale de calculatoare - Internetul, care acoperă astăzi toate țările lumii.

Dimensiunea internetului crește cu 7-10% în fiecare lună. Acesta reprezintă nucleul care conectează diverse rețele locale și globale de întreprinderi și instituții din întreaga lume între ele.

Dacă în prima etapă fișierele de date și mesajele au fost transmise în principal prin Internet E-mail, apoi astăzi oferă în principal acces la distanță la resursele de informații distribuite și arhive electronice, la servicii de informare comerciale și necomerciale în multe țări. Arhivele sale liber accesibile conțin informații despre aproape toate domeniile cunoașterii și activității umane - de la noile tendințe în știință până la prognozele meteo.

Tehnologii de bază ale rețelelor LAN

Printre ei se numără tehnologii de bază, pe care se poate construi baza oricărei rețele specifice. Exemplele includ tehnologii LAN cunoscute precum Ethernet (1980), Token Ring (1985) și FDDI (sfârșitul anilor 80).

La sfârşitul anilor '90. Tehnologia Ethernet a devenit lider în tehnologia rețelelor LAN, combinând versiunea sa clasică cu până la 10 Mbit/s, precum și Fast Ethernet (până la 100 Mbit/s) și Gigabit Ethernet (până la 1000 Mbit/s). Toate tehnologiile Ethernet au principii de funcționare similare care le simplifică întreținerea și integrarea rețelelor LAN construite pe baza lor.

În aceeași perioadă, funcțiile de rețea care implementează funcțiile de rețea de mai sus au început să fie încorporate în nucleele aproape tuturor sistemelor de operare ale computerelor. tehnologia de informație. Au apărut chiar și sisteme de operare de comunicații specializate precum IOS de la Cisco Systems.

Cum s-au dezvoltat tehnologiile GCS

Tehnologiile GKS pe canalele telefonice analogice, datorită nivelului ridicat de distorsiune din acestea, s-au distins prin algoritmi complecși de monitorizare și recuperare a datelor. Un exemplu dintre ele este tehnologia X.25 dezvoltată la începutul anilor '70. secolul XX Tehnologiile de rețea mai moderne sunt frame relay, ISDN, ATM.

ISDN este un acronim care înseamnă Integrated Services Digital Network și permite conferințe video la distanță. Acces de la distanță este asigurată prin instalarea de adaptoare ISDN în PC-uri, care funcționează de multe ori mai rapid decât orice modem. Există, de asemenea, un software special care permite sistemelor de operare și browserelor populare să lucreze cu ISDN. Dar costul ridicat al echipamentelor și necesitatea de a stabili linii speciale de comunicație împiedică dezvoltarea acestei tehnologii.

Tehnologiile WAN au progresat odată cu retelele telefonice. După apariția telefoniei digitale, a fost dezvoltată o tehnologie specială, Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH), care suportă viteze de până la 140 Mbit/s și folosită de întreprinderi pentru a-și crea propriile rețele.

Noua tehnologie Synchronous Digital Hierarchy (SDH) la sfârșitul anilor 80. secolul XX extins debitului digital canale telefonice până la 10 Gbit/s și tehnologia Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) - până la sute de Gbit/s și chiar până la câțiva Tbit/s.

tehnologii de internet

Cele de rețea se bazează pe utilizarea limbajului hipertext (sau limbaj HTML) - un limbaj special de marcare care este un set ordonat de atribute (etichete) care sunt pre-implementate de dezvoltatorii de site-uri web în fiecare dintre paginile lor. Desigur, în acest caz nu vorbim de documente text sau grafice (fotografii, imagini), care au fost deja „descărcate” de utilizator de pe Internet, se află în memoria PC-ului său și sunt vizualizate prin text sau imagini. Vorbim despre așa-numitele pagini web vizualizate prin programe -browsere.

Dezvoltatorii de site-uri de internet le creează în limbaj HTML (acum au fost create multe instrumente și tehnologii pentru această lucrare, numite colectiv „aspect de site”) sub forma unui set de pagini web, iar proprietarii de site-uri le plasează pe serverele de internet pe o închiriere. de la proprietarii serverelor lor de memorie (așa-numita „găzduire”). Ei lucrează pe internet non-stop, deservind solicitările utilizatorilor săi de a vizualiza paginile web încărcate pe ei.

Browserele de pe computerele utilizatorului, care au primit acces prin serverul furnizorului lor de Internet la un anumit server, a cărui adresă este cuprinsă în numele site-ului de Internet solicitat, obțin acces la acest site. Mai mult, analizând etichetele HTML ale fiecărei pagini vizualizate, browserele își formează imaginea pe ecranul monitorului în modul în care a fost intenționat de dezvoltatorul site-ului - cu toate titlurile, fontul și culorile de fundal, diverse inserții sub formă de fotografii, diagrame, imagini etc.

Ce este tehnologia de rețea? De ce este nevoie? Pentru ce este folosit? Răspunsurile la acestea, precum și la o serie de alte întrebări, vor fi date în cadrul acestui articol.

Câțiva parametri importanți

Rata de transfer de date. Această caracteristică determină cât de multă informație (măsurată în majoritatea cazurilor în biți) poate fi transmisă prin rețea într-o anumită perioadă de timp.
Format cadru. Informațiile care sunt transmise prin rețea sunt combinate în pachete de informații. Se numesc rame.
Tip de codare a semnalului. În acest caz, se decide cum să cripteze informațiile în impulsuri electrice.
Mediu de transmisie. Această denumire este utilizată pentru material, de regulă, este un cablu prin care trece fluxul de informații, care este afișat ulterior pe ecranele monitorului.
Topologie de rețea. Aceasta este o construcție schematică a unei structuri prin care se transmite informații. De regulă, se folosesc o anvelopă, o stea și un inel.
Metoda de acces.

Setul tuturor acestor parametri determină tehnologia rețelei, ce este aceasta, ce dispozitive folosește și caracteristicile acesteia. După cum puteți ghici, sunt foarte multe dintre ele.

Informații generale

Dar ce este tehnologia de rețea? Până la urmă, definiția acestui concept nu a fost dată niciodată! Deci, tehnologia de rețea este un set coordonat de protocoale standard și software și hardware care le implementează într-un volum suficient pentru a construi o rețea locală de calculatoare. Aceasta determină modul în care mediul de transmisie a datelor va fi accesat. Alternativ, puteți găsi și numele „tehnologii de bază”. Nu este posibil să le luați în considerare pe toate în cadrul articolului din cauza numărului mare, așa că se va acorda atenție celor mai populare: Ethernet, Token-Ring, ArcNet și FDDI. Ce sunt ei?

Ethernet

În prezent, este cea mai populară tehnologie de rețea din întreaga lume. Dacă cablul eșuează, atunci probabilitatea ca acesta să fie cel utilizat este aproape de o sută la sută. Ethernet poate fi inclus în siguranță în cele mai bune tehnologii informaționale de rețea, datorită costului redus, vitezei mari și calității comunicațiilor. Cel mai faimos tip este IEEE802.3/Ethernet. Însă, pe baza ei, au fost dezvoltate două opțiuni foarte interesante. Primul (IEEE802.3u/Fast Ethernet) permite o viteză de transmisie de 100 Mbit/secundă. Această opțiune are trei modificări. Ele diferă unele de altele prin materialul utilizat pentru cablu, lungimea segmentului activ și domeniul specific al domeniului de transmisie. Dar fluctuațiile apar în stilul „plus sau minus 100 Mbit/secundă”. O altă opțiune este IEEE802.3z/Gigabit Ethernet. Capacitatea sa de transmisie este de 1000 Mbit/s. Această variație are patru modificări.

Token-Inel

Tehnologia informației în rețea de acest tip sunt folosite pentru a crea un mediu de transmisie de date partajat, care în cele din urmă este format ca unirea tuturor nodurilor într-un singur inel. Această tehnologie se bazează pe o topologie în stea. Prima este cea principală, iar a doua este cea suplimentară. Pentru a obține acces la rețea, se folosește metoda token-ului. Lungime maxima inelele pot fi de 4 mii de metri, iar numărul de noduri poate fi de 260 de bucăți. Rata de transfer de date nu depășește 16 Mbit/secundă.

ArcNet

Această opțiune folosește o topologie magistrală și stea pasivă. Mai mult, poate fi construit pe pereche răsucită neecranată și cablu de fibră optică. ArcNet este un adevărat vechi în lumea tehnologiilor de rețea. Lungimea rețelei poate ajunge la 6000 de metri, iar numărul maxim de abonați este de 255. Trebuie remarcat faptul că principalul dezavantaj al acestei abordări este rata scăzută de transfer de date, care este de doar 2,5 Mbit/secundă. Dar această tehnologie de rețea este încă utilizată pe scară largă. Acest lucru se întâmplă datorită ei fiabilitate ridicată, adaptoare ieftine și flexibilitate. Rețelele și tehnologiile de rețea construite pe alte principii pot avea viteze mai mari, dar tocmai pentru că ArcNet oferă un randament mare de date, acest lucru ne permite să nu o reducem. Un avantaj important al acestei opțiuni este că metoda de acces este utilizată prin delegare de autoritate.

FDDI

Reţea Tehnologii computerizate de acest tip sunt specificații standardizate pentru arhitectura de transmisie de date de mare viteză folosind linii de fibră optică. FDDI a fost influențat semnificativ de ArcNet și Token-Ring. Prin urmare, această tehnologie de rețea poate fi considerată ca un mecanism îmbunătățit de transmisie a datelor, bazat pe evoluțiile existente. Inelul acestei rețele poate atinge o lungime de o sută de kilometri. În ciuda distanței considerabile, numărul maxim de abonați care se pot conecta la acesta este de doar 500 de noduri. Trebuie remarcat faptul că FDDI este considerat extrem de fiabil datorită prezenței unei căi de date primare și de rezervă. La popularitatea sa se adaugă și capacitatea de a transfera rapid date - aproximativ 100 Mbit/secundă.

Aspect tehnic

După ce am luat în considerare elementele de bază ale tehnologiilor de rețea și ce sunt ele utilizate, acum să fim atenți la modul în care funcționează totul. Inițial, trebuie remarcat faptul că opțiunile discutate anterior sunt mijloace exclusiv locale de conectare a calculatoarelor electronice. Dar există și rețele globale. Sunt aproximativ două sute de ei în lume. Cum funcționează tehnologiile moderne de rețea? Pentru a face acest lucru, să ne uităm la principiul actual de construcție. Deci, există computere care sunt unite într-o singură rețea. În mod convențional, acestea sunt împărțite în abonat (principal) și auxiliare. Primii sunt angajați în toate activitățile de informare și de calcul. Care vor fi resursele rețelei depinde de ele. Cei auxiliari sunt angajați în transformarea informațiilor și transmiterea acesteia prin canalele de comunicare. Datorită faptului că trebuie să proceseze o cantitate semnificativă de date, serverele se laudă cu putere crescută. Dar destinatarul final al oricărei informații sunt încă computerele gazdă obișnuite, care sunt cel mai adesea reprezentate de computere personale. Tehnologiile informaționale de rețea pot utiliza următoarele tipuri de servere:

Reţea. Angajat în transferul de informații.
Terminal. Asigură funcționarea unui sistem multi-utilizator.
Baze de date. Implicat în procesarea interogărilor bazei de date în sisteme multi-utilizator.

Rețele de comutare de circuite

Acestea sunt create prin conectarea fizică a clienților pentru timpul în care vor fi transmise mesajele. Cum arată asta în practică? În astfel de cazuri, se creează o conexiune directă pentru a trimite și primi informații de la punctul A la punctul B. Include canalele uneia dintre multele (de obicei) opțiuni de livrare a mesajelor. Iar conexiunea creată pentru transferul cu succes trebuie să rămână neschimbată pe toată durata sesiunii. Dar în acest caz apar dezavantaje destul de puternice. Deci, trebuie să așteptați relativ mult timp pentru o conexiune. Acest lucru este însoțit de costuri mari de transmisie a datelor și de utilizare redusă a canalului. Prin urmare, utilizarea tehnologiilor de rețea de acest tip nu este obișnuită.

Rețele de comutare a mesajelor

În acest caz, toate informațiile sunt transmise în porțiuni mici. Conexiune directaîn astfel de cazuri nu este stabilit. Transmiterea datelor se realizează pe primul canal disponibil gratuit. Și așa mai departe până când mesajul este transmis destinatarului său. În același timp, serverele sunt constant angajate în primirea informațiilor, colectarea acestora, verificarea acestora și stabilirea unei rute. Și apoi mesajul este transmis. Printre avantaje trebuie remarcat preț scăzut transferuri. Dar în acest caz, există încă probleme precum viteza micași imposibilitatea dialogului între computere în timp real.

Rețele de comutare de pachete

Aceasta este cea mai avansată și populară metodă astăzi. Dezvoltarea tehnologiilor de rețea a dus la faptul că acum informațiile sunt schimbate prin pachete scurte de informații cu o structură fixă. Ce sunt ei? Pachetele sunt părți ale mesajelor care îndeplinesc un anumit standard. Lungimea lor scurtă ajută la prevenirea blocării rețelei. Datorită acestui fapt, coada la nodurile de comutare este redusă. Conexiunile sunt rapide, ratele de eroare sunt menținute la un nivel scăzut și se obțin câștiguri semnificative în ceea ce privește fiabilitatea și eficiența rețelei. De asemenea, trebuie remarcat faptul că există diferite configurații ale acestei abordări a construcției. Deci, dacă o rețea oferă comutare de mesaje, pachete și canale, atunci se numește integrală, adică poate fi descompusă. Unele dintre resurse pot fi folosite exclusiv. Astfel, unele canale pot fi folosite pentru a transmite mesaje directe. Sunt create pe durata transferului de date între diferite rețele. Când sesiunea de trimitere a informațiilor se termină, acestea se împart în canale trunchi independente. Atunci când utilizați tehnologia de pachete, este important să configurați și să coordonați un număr mare de clienți, linii de comunicație, servere și o serie de alte dispozitive. Stabilirea regulilor cunoscute sub numele de protocoale ajută la acest lucru. Ele fac parte din sistemul de operare al rețelei utilizat și sunt implementate la nivel hardware și software.