Література
План лекції
Лекція №4. Особливості і вимоги до КМ
1. Відмінності і спільні риси локальних і глобальних мереж
2. Мережі відділів, кампусів і корпорацій
3. Вимоги до КМ
1. Антонов В. М. Сучасні комп’ютерні мережі / Валерій Миколайович Антонов. – К. : МК-Прес, 2005. – 480 с.
2. Бройдо В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности "Прикладная информатика" и "Информационные системы в экономике" / В. Л. Бройдо, О. П. Ильина. – 3-е изд. – Москва [и др.]: Питер, 2008. – 765 с.: ил., табл.; 24 см.
3. Валецька Т. М. Комп'ютерні мережі. Апаратні засоби: навч. посіб. для студ. вищ. навч. закл. / Тетяна Михайлівна Валецька. – К. : Центр навчальної літератури, 2004. – 208 с.
4. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия : [Наиболее полн. и подроб. рук.] / Михаил Гук. – СПб. : Питер, 2000.– 572 с.
5. Жуков І. А. Комп’ютерні мережі та технології: навч. посіб. для студ. вищих навч. закл. / Жуков І. А., Гуменюк В. О., Альтман І. Є.. – К. : НАУ, 2004. – 276 с. – (Комп'ютерні технології).
6. Компьютеры, сети, Интернет: Энциклопедия: Наиболее полн. и подроб. рук. / Ю. Новиков, Д. Новиков, А. Черепанов, В. Чуркин; Под общ. ред. Ю. Новикова. – 2. изд. – М. [ и др.]: Питер, 2003 (СПб.: ГПП Печ. Двор им. А.М. Горького). – 831 с.: ил.; 24 см.
7. Новиков Ю. В. Локальные сети: Архитектура, алгоритмы, проектирование / Новиков Ю. В., Кондратенко С. В. – М.: ЭКОМ, 2002. – 311 с.: ил.; 23 см. – (Современные компьютерные технологии).
8. Оглтри Т. В. Модернизация и ремонт сетей / Терри Оглтри ; [пер. с англ. И. В. Берштейна и др.]. – 4-е изд. – М. [и др.]: Вильямс, 2005 (ГПП Печ. Двор). – 1321 с.: ил.; 24 см. – (Библиотека Скотта Мюллера).
9. Олифер В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы [Текст]: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению "Информатика и вычислительная техника" и по специальностям "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети", "Автоматизированные машины, комплексы, системы и сети", "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем" / В. Олифер, Н. Олифер. – 4-е изд. – Москва [и др.]: Питер, 2010. – 943 с.: ил.; 24 см. – (Учебник для вузов).
10. Олифер В. Г. Новые технологии и оборудование IP-сетей / Виктор Олифер, Наталья Олифер. – СПб. и др.: BHV, 2000. – 512 с.: ил., табл.; 24 см. – (Мастер) (Современные сетевые технологии).
11. Таненбаум Э. Компьютерные сети / Э. Таненбаум ; [пер. с англ. В. Шрага]. – 4-е изд. – М. [и др.]: Питер, 2005. – 991 с.: ил., табл.; 24 см. – (Классика computer science).
12. Ретана А. Принципы проектирования корпоративных IP-сетей: Основополагающие принципы построения масштабируемых IP-сетей: Экзамен на получение квалификации сертифиц. специалиста по межсетевому обмену CISCO / Альваро Ретана, Дон Слайс, Расс Уайт; [Пер. с англ. и ред. А.В. Журавлева]. – М. [и др.]: Вильямс, 2002. – 367 с.: ил.; 24 см. – (Сертифицированный специалист по межсетевому обмену CISCO).
13. Руководство по технологиям объединенных сетей: [настол. справ. специалиста по сетевым технологиям] / Cisco Systems, Inc. ; [пер. с англ. и ред. А.Н. Крикуна]. – 4-е изд. – М. [и др.]: Вильямс, 2005 (СПб.: ГПП Печ. Двор). – 1033 с.: ил., табл.; 24 см.
14. Уилсон Э. Мониторинг и анализ сетей. Методы выявления неисправностей / Эд Уилсон; [Пер. с англ.
A. Відмінності
Розглянемо основні відмінності локальних мереж від глобальних. Оскільки останнім часом ці відмінності стають усе менш помітними, то будемо вважати, що в даному разі ми розглядаємо мережі кінця 80-х років, коли ці відмінності виявлялися дуже чітко.
Довжина, якість і спосіб прокладки ліній зв'язку. Клас локальних мереж по визначенню відрізняється від класу глобальних мереж невеликою відстанню між вузлами мережі. Це в принципі дозволяє використання в локальних мережах якісних ліній зв'язку: коаксіального кабелю, звійної пари, оптоволоконного кабелю, які не завжди доступні (через економічні обмеження) на великих відстанях, властивих глобальним мережам. У глобальних мережах часто застосовуються вже існуючі лінії зв'язку (телеграфні чи телефонні), а в локальних мережах вони прокладаються заново.
Складність методів передачі й устаткування. В умовах низької надійності фізичних каналів у глобальних мережах потрібні більш складні, чим у локальних мережах, методи передачі даних і відповідне устаткування. Так, у глобальних мережах широко застосовуються модуляція, асинхронні методи, складні методи контрольного підсумовування, квитирування і повторні передачі спотворених кадрів. З іншого боку, якісні лінії зв'язку в локальних мережах дозволили спростити процедури передачі даних за рахунок застосування немодульованих сигналів і відмовлення від обов'язкового підтвердження одержання пакета.
Швидкість обміну даними. Однією з головних відмінностей локальних мереж від глобальних є наявність високошвидкісних каналів обміну даними між комп'ютерами, швидкість яких (10, 16 і 100 Мбит/с) порівнянна зі швидкостями роботи пристроїв і вузлів комп'ютера – дисків, внутрішніх шин обміну даними і т.п. За рахунок цього в користувача локальної мережі, підключеного до віддаленого розділюваного ресурсу (наприклад, диску сервера), складається враження, що він користається цим диском, як «своїм». Для глобальних мереж типові більш низькі швидкості передачі даних – 2400, 9600, 28800, 33600 біт/с, 56 і 64 Кбіт/с і тільки на магістральних каналах – до 2 Мбіт/с.
Різноманітність послуг. Локальні мережі надають, як правило, широкий набір послуг – це різні види послуг файлової служби, послуги друку, послуги служби передачі факсимільних повідомлень, послуги баз даних, електронна пошта й інші, у той час як глобальні мережі в основному надають поштові послуги й іноді файлові послуги з обмеженими можливостями – передачу файлів з публічних архівів віддалених серверів без попереднього перегляду їхнього змісту.
Оперативність виконання запитів. Час проходження пакета через локальну мережу звичайно складає кілька мілісекунд, час же його передачі через глобальну мережу може досягати декількох секунд. Низька швидкість передачі даних у глобальних мережах ускладнює реалізацію служб для режиму on-line, що є звичайним для локальних мереж.
Поділ каналів. У локальних мережах канали зв'язку використовуються, як правило, спільно відразу декількома вузлами мережі, а в глобальних мережах – індивідуально.
Використання методу комутації пакетів. Важливою особливістю локальних мереж є нерівномірний розподіл навантаження. Відношення пікового навантаження в середньому може складати 100:1 і навіть вище. Такий трафік звичайно називають пульсуючим. Через цю особливість трафіка в локальних мережах для зв'язку вузлів застосовується метод комутації пакетів, що для пульсуючого трафіка виявляється набагато більш ефективним, чим традиційний для глобальних мереж метод комутації каналів. Ефективність методу комутації пакетів полягає в тому, що мережа в цілому передає в одиницю часу більше даних своїх абонентів. У глобальних мережах метод комутації пакетів також використовується, але поряд з ним часто застосовується і метод комутації каналів, а також некомутовані канали – як успадковані технології некомп'ютерних мереж.
Масштабованість. «Класичні» локальні мережі володіють поганою масштабованістю через жорсткість базових топологій, що визначають спосіб підключення станцій і довжину лінії. При використанні багатьох базових топологій характеристики мережі різко погіршуються при досягненні визначеної межі по кількості вузлів чи довжини ліній зв'язку. Глобальним же мережам притаманна гарна масштабованість, тому що вони споконвічно розроблялися з розрахунку на роботу з довільними топологіями.
Б. Тенденція до зближення локальних і глобальних мереж
Якщо взяти до уваги всі перераховані вище відмінності локальних і глобальних мереж, то стає зрозумілим, чому так довго могли існувати роздільно два співтовариства фахівців, що займаються цими двома видами мереж. Але за останні роки ситуація суттєво змінилася.
Фахівці з локальних мереж, перед якими повстали задачі об'єднання декількох локальних мереж, розташованих у різних, географічно віддалених один від одного пунктах, були змушені почати освоєння далекого для них світу глобальних мереж і телекомунікацій. Тісна інтеграція віддалених локальних мереж не дозволяє розглядати глобальні мережі у виді «чорного ящика», що представляє собою тільки інструмент транспортування повідомлень на великі відстані. Тому усе, що зв'язано з глобальними зв'язками і віддаленим доступом, стало предметом повсякденного інтересу багатьох фахівців локальних мереж.
З іншого боку, прагнення підвищити пропускну здатність, швидкість передачі даних, розширити набір і оперативність служб, іншими словами, прагнення поліпшити якість наданих послуг – усе це змусило фахівців із глобальних мереж звернути пильну увагу на технології, використовувані в локальних мережах.
Таким чином, у світі локальних і глобальних мереж явно намітився рух назустріч один одному, що вже сьогодні привело до значного взаємопроникнення технологій локальних і глобальних мереж.
Одним із проявів цього зближення є поява мереж масштабу великого міста (MAN), що займають проміжне положення між локальними і глобальними мережами. При досить великих відстанях між вузлами вони мають якісні лінії зв'язку і високі швидкості обміну, навіть більш високі, чим у класичних локальних мережах. Як і у випадку локальних мереж, при побудові MAN вже існуючі лінії зв'язку не використовуються, а прокладаються заново.
Зближення в методах передачі даних відбувається на платформі оптичній цифрової (немодульованої) передачі даних по оптоволоконних лініях зв'язку. Через різке поліпшення якості каналів зв'язку в глобальних мережах почали відмовлятися від складних і надлишкових процедур забезпечення коректності передачі даних. Прикладом можуть служити мережі frame relay. У цих мережах передбачається, що спотворення біт відбувається настільки рідко, що помилковий пакет просто знищується, а всі проблеми, зв'язані з його втратою, вирішуються програмами прикладного рівня, що безпосередньо не входять до складу мережі frame relay.
За рахунок нових мережних технологій і, відповідно, нового обладнання, розрахованого на більш якісні лінії зв'язку, швидкості передачі даних у вже існуючих комерційних глобальних мережах нового покоління наближаються до традиційних швидкостей локальних мереж (у мережах frame relay зараз доступні швидкості 2 Мбіт/с), а в глобальних мережах АТМ і перевершують їх, досягаючи 622 Мбіт/с.
У результаті служби для режиму on-line стають звичайними й у глобальних мережах. Найбільш яскравий приклад – гіпертекстова інформаційна служба World Wide Web, що стала основним постачальником інформації в мережі Internet. Її інтерактивні можливості перевершили можливості багатьох аналогічних служб локальних мереж, так що розроблювачам локальних мереж довелося просто запозичити цю службу в глобальних мереж. Процес переносу служб і технологій із глобальних мереж у локальні придбав такий масовий характер, що з'явився навіть спеціальний термін – intranet-технології (intra – внутрішній), що позначає застосування служб зовнішніх (глобальних) мереж у внутрішніх – локальних.
Локальні мережі переймають у глобальних мереж і транспортні технології. Усі нові швидкісні технології (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 100VG-AnyLAN) підтримують роботу з індивідуальними лініями зв'язку поряд із традиційними для локальних мереж розділюваними лініями. Для організації індивідуальних ліній зв'язку використовується спеціальний тип комунікаційного устаткування – комутатори. Комутатори локальних мереж з'єднуються між собою за ієрархічною схемою, подібно до того, як це робиться в телефонних мережах: існують комутатори нижнього рівня, до яких безпосередньо підключаються комп'ютери мережі, комутатори наступного рівня з'єднують між собою комутатори нижнього рівня і т.д. Комутатори більш високих рівнів володіють, як правило, більшою продуктивністю і працюють з більш швидкісними каналами, ущільнюючи дані нижніх рівнів. Комутатори підтримують не тільки нові протоколи локальних мереж, але і традиційні – Ethernet і Token Ring.
У локальних мережах останнім часом приділяється така ж велика увага методам забезпечення захисту інформації від несанкціонованого доступу, як і в глобальних мережах. Така увага обумовлена тим, що локальні мережі перестали бути ізольованими, найчастіше вони мають вихід у «великий світ» через глобальні зв'язки. При цьому часто використовуються ті ж методи – шифрування даних, аутентифікація користувачів, зведення захисних бар'єрів, що охороняють від проникнення в мережу ззовні.
І нарешті, з'являються нові технології, споконвічно призначені для обох видів мереж. Найбільш яскравим представником нового покоління технологій є технологія АТМ, що може бути основою не тільки локальних і глобальних комп'ютерних мереж, але і телефонних мереж, а також широкомовних відеомереж, поєднуючи всі існуючі типи трафіка в одній транспортній мережі.
