5.1 Классификация локальных сетей

Локальные сети можно классифицировать по нескольким признакам классификации.

1. Способ взаимодействия компьютеров. Локальные сети в зависимости от способов взаимодействия компьютеров подразделяются на два класса:

• одноранговые (одноуровневые) сети;

• иерархические (централизованные, многоуровневые, многоранговые) сети.

Одноранговая сеть представляет собой сеть равноправных компьютеров, каждый из которых имеет уникальный идентификатор. При одноранговой архитектуре в сети отсутствуют специально выделенные серве­ры, каждый компьютер может выступать, как клиент, и как сервер, предоставляющий возможность доступа другим пользователям к своим ресурсам. Сети подобного типа по стоимости более дешевые, поскольку не требуют приобретения выделенного сервера, просты в эксплуатации и могут быть рекомендованы в качестве небольших офисных или домашних сетей для малочисленных групп пользователей. Наличие распределенных данных и возможность изменения своих серверных ресурсов каждой рабочей станцией усложняет защиту инфор­мации от несанкционированного доступа, что является одним из недос­татков одноранговых сетей. Другим недостатком является более низкая производительность. Это объясняется тем, что сетевые ресурсы сосредо­точены на рабочих станциях, которым приходится одновременно выпол­нять функции клиентов и серверов.

Иерархическая сеть имеет один или несколько серверов, на которых хранится информация, совместно используемая пользователями. Сервер сам может быть клиентом более высокого уровня иерархии.

2. Назначение. Локальные сети можно классифицировать по назначению на следующие типы.

• Сети терминального обслуживания;

• Сети распределенных вычислительных систем;

• Офис­ные сети;

• Сети организационного управления;

• Сети управления технологическими и производственными процессами..

3. Метод доступа. По методу доступа к среде передачи существуют локальные сети:

• С вероятностным доступом;

• С рассылкой предупреждений о передаче;

• С приоритетным доступом;

• С маркерным доступом;

• С комбинированным доступом.

4. Способ использования кабельных сегментов. По данному признаку различаются:

• Сети с двухточечными соединениями;

• Сети с многоточечными соединениями, когда к одному кабельному сегменту подключается более двух узлов.

5. Способ подключения пользователей к сети. По способу подключения можно выделить:

• Сети с подключением пользователей по адресам абонентов;

• Сети с централизованным управ­лением подключением пользователей к сети;

• Сети со случайной дисциплиной подключения пользователей.

6. Вид коммуникационной среды. По данному признаку сети делятся на:

• Сети с использованием существующих проводных линий связи (телефонных, кабельных, электропроводки и т.д.);

• Сети на специально созданной кабельной системе;

• Сети беспроводной связи (на радиоканалах, на каналах инфракрасного диапазона);

• Комбинированные сети.

7. Дисциплина обслуживания пользователей. По дисциплине можно выделить:

• Приоритетные сети, когда пользова­тели получают доступ к сети в соответствии с приоритетами;

• Неприоритетные сети, когда пользователи сети име­ют равные права доступа к сети.

8. Структура или топология. По топологическому признаку можно выделить следующие схемы построения сетей:

• Шина;

• Звезда;

• Кольцо;

• Иерархическая (древовидная, многокаскадная) структура;

• Комбинированная структура.

В шинной структуре компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине) и могут не­посредственно взаимодействовать с любой станцией сети. При этом функциони­рование вычислительной сети в целом не зависит от состояния отдельного сетевого узла. Подключение к сети нового узла может вызвать нарушение потока информации, если присоединяются с разрывом шины. Для исключения разрыва шины рабочие станции могут при­соединяться к шине посредством зондов игольчатой формы или бесконтактным способом. Еще одним недостатком является возможность несанкционированного доступа, когда можно к шине подключать специальные устройства для снятия информации без прерыва­ния сетевых процессов.

В структуре «звезда» имеется центральный сетевой узел, от которого идут линии связи к каждому компьютеру. Пропускная способность сети определяется мощно­стью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизии могут возникать только на внутренней шине центрального узла, при использовании коммутаторов со специальной схемой переключения не возникает вообще. Затраты на прокладку кабелей зависят от расположения центра сети. При расширении сети, к новой рабочей станции необходимо прокладывать отдельный кабель из центра. Топология звезда является наиболее быстродействующей, поскольку передача данных проходит по отдельным линиям. Однако, в случае выхода из строя центрального узла на­рушается работа сети.

В сети, имеющей структуру кольца, информация передается между станциями по кольцу с приемом/передачей в каждом сетевом адаптере. Рабочие станции связаны друг с другом, а последняя станция связана с первой. Таким образом, линия связи замыкается в кольцо, и кадры данных циркулируют по кругу. Рабочая станция посы­лает информацию в кольцо, получив из кольца специальный запрос или маркер. Основная проблема заключается в том, что в случае выхода из строя одной из станций вся сеть может прекратить работу. Чтобы избежать данной проблемы применяются обходные переключатели и резервные кольца.

Иерархическое соединение множества топологий типа «звезда» через коммутационные узлы дает древовидную структуру сети, которая является в настоящее время наиболее распространенной топологией локальных вычислительных сетей. В древовидной топологии можно определить основной корневой узел, где собираются все линии связи, и от работы которого зависит функционирование сети.

В составных сетях используется множество различных топологий, которые в целом определяют комбинированную структуру. Существует множество видов комбинированных структур вычислительных систем, например: решетки, кубы, гипердеревья, гиперкубы и т.д.