Классификация компьютерных сетей по их размеру приведена в табл. 9.1.
Таблица 9.1. Классификация компьютерных сетей по размеру
| Порядок расстояния | Расположение | Класс |
| 1 м | Территория возле одного человека | Персональная |
| Юм | Комната (квартира) | Локальная |
| 100 м | Здание | Локальная |
| 1 км | Район города | Локальная |
| 10 км | Город | Муниципальная |
| 100 км | Страна | Глобальная |
| 1000 км | Континент | Глобальная |
| 10 000 км и более | Планета | Интернет |
Персональная сеть создается в случае, когда несколько компьютерных устройств находятся в персональном пользовании одного человека, причем требуется передавать данные с одного устройства на другое (с наладонника или ноутбука на настольный стационарный компьютер, с мобильного телефона на наладонный компьютер, с коммуникатора на беспроводную гарнитуру).
Локальная сеть (Local Area Network, LAN) в зависимости от назначения и расположения может быть и предельно простой, и очень сложной. Тем не менее ее отличительным признаком можно считать то, что она обычно не требует сложного телекоммуникационного оборудования. Кабель прокладывается при необходимости подключения к сети того или иного абонента, и структура сети в основном, определяется размещением абонентов. Локальная сеть учреждения, находящегося в одном здании, может быть по геометрическим размерам меньше, чем локальная] сеть студенческого городка, но при этом иметь более сложную структуру по причинам, определяемым бизнес-логикой.
Муниципальная сеть (Metropolitan Area Network, MAN) прокладывается в масштабах города. В зависимости от размеров города и уровня технической оснащенности такая сеть может создаваться по мере необходимости (в малых городах) или планироваться заранее и даже закладываться в строительные планы зданий и муниципальных коммуникаций. Отличается от локальной сети высокой степенью вовлечения телекоммуникационного оборудования и оптоволоконной связи, а также высокой степенью интеграции с поставщиками телекоммуникационных услуг (кабельное телевидение, мобильная связь, телефонная связь).
Глобальные сети (Wide Area Networking, WAN) планируются и строятся в масштабах стран или регионов. Их признаком являются наличие высоко- и сверхвысокоскоростных магистралей (backbon) передачи данных и узлов связи, объединяющих локальные и муниципальные сети и создающих распределенные маршруты прохождения пакетов.
Интернет объединяет основные магистрали глобальных сетей, обеспечивая передачу данных из одной глобальной сети в другую и тем самым создавая единое информационное пространство для всего населения планеты.
Надо отметить, что данная классификация достаточно условна. В некоторых случаях принято делить сети всего на три: локальные, глобальные и Интернет.
Классификация по скорости передачи данных
По скорости передачи данных различают сети:
– низкоскоростные (до 10 Мбит/с);
– среднескоростные (до 100 Мбит/с);
– высокоскоростные (до 1 Гбит/с);
– сверхвысокоскоростные (до 10 Гбит/с).
Классификация по иерархической организации
По иерархической организации различают одноранговые сети и сети с выделенным сервером.
В одноранговой сети все компьютеры являются равноправными, то есть имеют одинаковый ранг.
В сети с выделенным сервером один или более компьютеров выполняют дополнительные функции по предоставлению услуг остальным компьютерам сети. Это могут быть услуги по хранению и выдаче файлов (файловый сервер), распространению электронной почты (почтовый сервер) и другие. Если сервер только хранит файлы и передает их клиентам, а клиенты полностью осуществляют обработку данных, то такую конфигурацию принято называть файл-серверной. Второй тип конфигурации – клиент-серверная. В этом случае обработка данных ведется и на клиентской, и на серверной частях (выборка данных и некоторые расчеты). В клиент-серверной архитектуре работает большинство современных серверов управления базами данных.
Топология компьютерных сетей
Топология сети – схема сетевых соединений на физическом уровне, определяющую, как компьютеры соединяются один с другим и по каким маршрутам могут передаваться данные. По топологии компьютерные сети можно разделить следующим образом: общая шина, звезда, дерево, кольцо, смешанная топология. Есть еще один тип топологии, который применяется крайне редко, в случаях, когда от сети требуется исключительная надежность. Эта топология называется полносвязной.
Полносвязная топология
В случае полносвязной топологии каждый компьютер сети связан с каждым компьютером отдельным дуплексным (двусторонним) физическим каналом связи (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Пример полносвязной топологии
При всей простоте принципа, присутствует большое число соединений между компьютерами, причем добавление каждого компьютера в полносвязную сеть увеличивает количество связей на число, равное числу компьютеров в сети. Если представить себе организацию с числом компьютеров 100, при условии, что компьютеры расположены в разных помещениях на разных этажах, то даже просто начертить полносвязную топологию на листе бумаги уже будет трудно, а уж реализовать ее просто невозможно.
По этой причине сеть с полносвязной топологией является скорее теоретической моделью, из которой можно получить все другие топологии сети путем отбрасывания связей.
Общая шина
В топологии с общей шиной между компьютерами прокладывается кабель, который является общей для всех компьютеров шиной передачи данных. Все компьютеры сети подключаются к этой шине (рис. 9.3).
Рис. 9.3. Топология с общей шиной
В качестве шины выступает обычно коаксиальный кабель, отрезками которого через специальные разъемы соединяются компьютеры, или электромагнитный сигнал радиочастоты (например, в технологии Wi-Fi).
Звезда
В звездообразной топологии каждый компьютер подключается при помощи отдельного кабеля к общему устройству, называемому концентратором, или хабом. В качестве кабеля в этом случае может быть использована как витая пара, так и коаксиальный либо оптоволоконный кабель. В качестве концентратора может выступать как специальное устройство, так и еще один компьютер. Преимуществом звездообразной топологии является то, что при выходе из строя одного из компьютеров или повреждении отдельного кабеля вся сеть продолжает функционировать, поскольку компьютеры полностью автономны друг от друга.
Рис. 9.4. Звездообразная топология
Кольцо
В кольцевой топологии компьютеры объединяются между собой круговой связью (рис. 9.5). При этом каждый компьютер связывается с последующим отдельным кабелем (нет общей шины). Это значит, что на каждом из компьютеров должно быть два сетевых устройства: для связи с предыдущим компьютером и с последующим. Кроме наличия дополнительного сетевого устройства в каждом компьютере, в кольцевой топологии есть еще один недостаток: выход из строя одного компьютера разрушает всю сеть. Этот недостаток кольцевой топологии компенсируется тем, что каждый компьютер в сети служит повторителем сигнала (данных) предыдущего компьютера, что повышает надежность передачи данных.
Рис. 9.5. Кольцевая топология
Дерево
Древовидная, или иерархическая, топология получается при объединении концентраторов нескольких звезд в иерархическом порядке. При этом возникает древовидная структура с одним путем передачи для каждого из компьютеров (рис. 9.6).
Рис. 9.6. Древовидная топология
Смешанная топология
Смешанная топология обычно возникает при объединении различных топологий, поэтому большие сети обычно строятся на основе смешанной топологии (рис. 9.7).
Рис. 9.7. Смешанная топология
Исторически компьютерные сети развивались достаточно хаотично, при этом приходилось решать возникающие тактические задачи. Не было генерального плана, в котором после длительных научных изысканий был бы выбран один и только один правильный метод и одна правильная технология. Напротив, множество лабораторий и университетов искали решение одних и тех же задач и находили их. Естественно, решения оказались разными, в результате на сегодняшний день мы имеем большое количество вариантов (каждый со своими достоинствами и недостатками) организации компьютерных сетей.