Организация сети Интернет (стр. 3 из 11)

1.2 Принципы организации сети Интернет

Трудно определить, где конкретно расположена Internet. Аппаратное обеспечение, поддерживающее Internet, состоит из компьютеров в сетях и кабелей между ними. Поэтому Internet - это компьютеры в сети и все телефонные кабели, как и все части спутников, использующие для работы телефонную сеть. Однако самая важная и интересная часть Internet - это люди, которые используют ее, а вовсе не ее аппаратное обеспечение. Сегодня большинство людей общаются с Internet через свои персональные компьютеры или терминалы, расположенные у них дома или на рабочих местах. Когда вы используете свой персональный компьютер для подсоединения к большому компьютеру в Internet, вы и ваш компьютер также становитесь частью Internet. Даже когда вас нет возле компьютера, люди могут обратиться к вам, послав электронное письмо, которое будет ожидать, когда вы подсоединитесь к Internet. Если вы считаете, что люди - самый важный ресурс Internet, то определить, где располагается Internet, будет легко: по всему миру! Вы можете найти людей, соединяющихся с Internet, практически в любой стране мира. Конечно, некоторые страны, такие как Соединенные Штаты Америки, имеют больше соединений, чем другие страны, но в Internet можно найти людей отовсюду [18, с.15].

Большинство людей, размышляя о компьютерных сетях, прежде всего, представляют себе множество разнообразной и загадочной аппаратуры для их поддержки. Однако в работе Internet программное обеспечение вызывает больше интереса, чем аппаратура. Хотя, конечно, самый большой интерес вызывают люди и то, что они делают со всеми этими программами и "железяками". Но поскольку большинству людей обычно легче разбирать принципы функционирования аппаратного обеспечения, чем копаться в ключах и возможностях программ, то рассмотрим аппаратуру.

Поскольку Internet является сетью сетей и каждая сеть состоит из компьютеров и соединений между ними, аппаратное обеспечение Internet выглядит точно так же, как и аппаратное обеспечение других компьютерных сетей (может быть, лишь немного привлекательнее). Вы не сможете найти различий между Internet и любой солидной корпоративной сетью, если будете смотреть только на аппаратное обеспечение.

Как уже говорилось ранее, когда вы регистрируетесь в одной из этих сетей, вы и ваш персональный компьютер являетесь частью Internet. Таким образом, аппаратное обеспечение Internet включает в себя все домашние и коммерческие ПК, которые принадлежат пользователям Internet. Телефонные линии, которые вы используете, также являются частью Internet, так как вы применяете их для подсоединения к вашему распространителю услуг Internet.

Компьютеры, которые напрямую подключены к Internet, обычно больше и мощнее стандартных ПК, но не всегда. Фактически почти любой компьютер (от громадного мейнфрейма до стандартного настольного ПК) может выполнять программное обеспечение, необходимое для прямого подключения к Internet.

Некоторые компьютеры в Internet соединены с помощью стандартных телефонных линий, но многие соединены специальными выделенными линиями для передачи данных - линиями, которые разработаны и используются исключительно компьютерными сетями. Выделенные линии обычно надежнее стандартных телефонных линий и передают данные намного быстрее.

Сегодня большинство выделенных линий создано на той же основе, что и телефонные линии: на медном проводе. Однако выделенные линии проходят через коммутаторы, которые коренным образом отличаются от коммутаторов на телефонных линиях, и, в частности, это происходит потому, что соединения между двумя концами связи здесь могут быть различными. Иногда выделенные линии используют волоконно-оптические кабели, которые позволяют передать намного больше данных, чем их стандартные медные коллеги.

Сетевые устройства и средства коммуникаций

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, коаксиальный кабель, оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

стоимость монтажа и обслуживания;

скорость передачи информации;

ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей-повторителей/репитеров);

безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость.

Витая пара

Наиболее дешевым кабельным соединением является витое двухжильное проводное соединение часто называемое "витой парой". Она позволяет передавать информацию со скоростью до 10 Мбит/с, легко наращивается, однако является помехонезащищенной. Длина кабеля не может превышать 1000 м при скорости передачи 1 Мбит/с. Преимуществами являются низкая цена и беспроблемная установка. Для повышения помехозащищенности информации часто используют экранированную витую пару, т.е. витую пару, помещенную в экранирующую оболочку, подобно экрану коаксиального кабеля. Это увеличивает стоимость витой пары и приближает ее цену к цене коаксиального кабеля.

Коаксиальный кабель

Коаксиальный кабель имеет среднюю цену, хорошо помехозащитен и применяется для связи на большие расстояния (несколько километров). Скорость передачи информации от 1 до 10 Мбит/с, а в некоторых случаях может достигать 50 Мбит/с. Коаксиальный кабель используется для основной и широкополосной передачи информации.

Широкополосный коаксиальный кабель

Широкополосный коаксиальный кабель невосприимчив к помехам, легко наращивается, но цена его высокая. Скорость передачи информации равна 500 Мбит/с. При передачи информации в базисной полосе частот на расстояние более 1,5 км требуется усилитель, или так называемый репитер (повторитель). Поэтому суммарное расстояние при передаче информации увеличивается до 10 км. Для вычислительных сетей с топологией шина или дерево коаксиальный кабель должен иметь на конце согласующий резистор (терминатор).

Еthernet-кабель

Ethernet-кабель также является коаксиальным кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом. Его называют еще толстый Ethernet или желтый кабель. Он использует 15-контактное стандартное включение. Вследствие помехозащищенности является дорогой альтернативой обычным коаксиальным кабелям. Максимально доступное расстояние без повторителя не превышает 500 м, а общее расстояние сети Ethernet - около 3000 м. Ethernet-кабель, благодаря своей магистральной топологии, использует в конце лишь один нагрузочный резистор.

Сheapernеt-кабель

Более дешевым, чем Ethernet-кабель является соединение Cheapernet-кабель, или, как его часто называют, тонкий (thin) Ethernet. Это также 50-омный коаксиальный кабель со скоростью передачи информации в десять миллионов бит/с. При соединении сегментов Сhеарегnеt-кабеля также требуются повторители. Вычислительные сети с Cheapernet-кабелем имеют небольшую стоимость и минимальные затраты при наращивании. Соединения сетевых плат производится с помощью широко используемых малогабаритных байонетных разъемов (СР-50). Дополнительное экранирование не требуется. Кабель присоединяется к ПК с помощью тройниковых соединителей (T-connectors).

Расстояние между двумя рабочими станциями без повторителей может составлять максимум 300 м, а общее расстояние для сети на Cheapernet-кабеля - около 1000 м. Приемопередатчик Cheapernet расположен на сетевой плате и как для гальванической развязки между адаптерами, так и для усиления внешнего сигнала.

Оптоволоконные линии

Наиболее дорогими являются оптопроводники, называемые также стекловолоконным кабелем. Скорость распространения информации по ним достигает нескольких гигабит в секунду. Допустимое удаление более 50 км. Внешнее воздействие помех практически отсутствует. На данный момент это наиболее дорогостоящее соединение для ЛВС. Применяются там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача информации на очень большие расстояния без использования повторителей. Они обладают противоподслушивающими свойствами, так как техника ответвлений в оптоволоконных кабелях очень сложна. Оптопроводники объединяются в JIBC с помощью звездообразного соединения.

Таблица 1.1 - Показатели трех типовых сред для передачи

Показатели	Среда передачи данных
Двух жильный кабель - витая пара	Коаксиальный кабель	Оптоволоконный кабель
Цена	Невысокая	Относительно высокая	Высокая
Наращивание	Очень простое	Проблематично	Простое
Защита от прослушивания	Незначительная	Хорошая	Высокая
Показатели	Среда передачи данных
Двухжильный кабель - витая пара	Коаксиальный кабель	Оптоволоконный кабель
Проблемы с заземлением	Нет	Возможны	Нет
Восприимчивость к помехам	Существует	Существует	Отсутствует

Существует ряд принципов построения ЛВС на основе выше рассмотренных компонентов. Такие принципы еще называют - топологиями.

Принципы построения локальных вычислительных сетей

В мире существуют тысячи разнообразных компьютерных сетей. Наиболее существенными признаками, определяющими тип сети, являются степень территориального рассредоточения, топология и применяемые методы коммутации. Классификация компьютерных сетей в соответствии с этими признаками приведена на рис.1.1

Рисунок 1.1 - Классификация компьютерных сетей

По степени территориального рассредоточения компьютерные сети делятся на локальные, региональные и глобальные. Локальные вычислительные сети (ЛВС) объединяют абонентов, которые размещаются на ограниченной территории и привязаны к одному месту (зданию, предприятию, учреждению). Отличительной чертой ЛВС является большая скорость передачи данных, низкий уровень ошибок и использование дешевой среды передачи данных. Наиболее известными ЛВС являются Ethernet и TokenRing. Региональные вычислительные сети располагаются в пределах определенного территориального региона (группы предприятий, города, области и т.д.). Региональные вычислительные сети имеют много общего с ЛВС, но они по многим параметрам более сложные и комплексные. Поддерживая большие расстояния, они могутиспользоваться для объединения нескольких ЛВС в интегрированную сетевую систему. Глобальные вычислительные системы охватывают территорию государства или нескольких государств и имеют протяженность в сотни и тысячи километров. Глобальные вычислительные сети часто объединяют многие локальные и региональные сети. По сравнению с локальными большинство глобальных сетей отличает медленная скорость передачи и более низкая надежность. Наиболее известной глобальной сетью является сеть Internet.