Организация компьютерных сетей
Классификация компьютерных сетей
Компьютерной сетью называется совокупность узлов (устройств), соединённых каналами связи и способных передавать друг другу информацию. Устройства, входящие в сеть, называют узлами либо host'ами.
Сети классифицируют по следующим параметрам: 1) максимально допустимая скорость передачи информации (пропускная способность); 2) максимально допустимое расстояние между узлами; 3) среда передачи информации; 4) наличие выделенного сервера.
Пропускная способность в основном зависит от канала связи. Пропускная способность канала связи определяется формулой Шенона: I=L\Flogv2(1+S/N), где L\F -- полоса пропускания канала связи, S -- мощность сигнала, N -- мощность шума.
Полоса пропускания -- это диапазон частот, в пределах которого коэффициент передачи канала связи не ниже заданного.
L\Fv(тел.)=3кГц
Iv(тел.)=3*4=12 кБит/с
Современные кабели типа "витая пара" имеют полосу пропускания до 700 МГц ~= 3 ГБ/с.
По скорости передачи информации сети классифицируют на: низкоскоростные (<10 Мбит/с), среднескоростные (10-100 Мбит/с), высокоскоростные (100-1000 МБит/с), сверхвысокоскоростные (>100 Мбит/с).
Максимально допустимое расстояние между узлами сети
Рассмотрим проводную сеть:
[Передатчик]------------------[Приёмник]
Для передачи сигнала без искажений входное сопротивление приёмника должно быть равно волновому сопротивлению кабеля.
            Rvк
 o---------[===]-------.---->
                       |
(~)Uv(вх.)            []Rv(вх.)~=120+/-20
o                      |
_       	       _
(ro)=sqrt(L/C)=120 Ом (витая пара)
Rv(уд.)=0,096 Ом/м
I=Uv(вх.)/(Rvк+Rv(вх))
Uv(вых.)=I*Rv(вх.)=Uv(вх.)/(Rvк+Rv(вх.))*Rv(вх.)
Uv(вых.)=K*Uv(вх.)
K=Rv(вх.)/(Rvк+Rv(вх.))=Rv(вх.)/(Rv(уд.)*L+Rv(вх.))
(Rv(уд.)*L+Rv(вх.))=Rv(вх.)/K
+                               +
 Lvк=(Rv(вх.)/K-Rv(вх.))/Rv(уд.)
+                               +
В беспроводных сетях используются каналы радиосвязи. В канале радиосвязи мощность сигнала уменьшается пропорционально квадрату расстояния от излучателя. Стандарты беспроводной сети определяют: допустимое расстояние внутри помещений -- 32 м, вне помещений -- 95 м.
В зависимости от допустимого расстояния между узлами принято классифицировать сети следующим образом: 1) LAN (Local Area Network) -- локальные сети, расстояние между узлами -- до нескольких сотен метров (<500 м); 2) MAN (Metropolian Area Network) -- городские (региональные) сети -- несколько километров (<50 км); 3) WAN (Wide Area Network) -- глобальные сети (>100 км).
Среда передачи: проводные и беспроводные. Проводные делятся на сети с коаксиальным кабелем, "витой парой", оптические сети. Беспроводные сети делятся на радиосети и инфракрасные сети.
Наличие выделенного сервера
Сервером называется один из узлов сети, который занимается обслуживанием сети и/или выделяет пользователям сети свои ресурсы. Сети без сервера являются одноранговыми.

Топология сетей
Топологией называется способ организации физических связей между узлами сети. В сетях могут использоваться следующие топологии: 1) полносвязная топология: высокая пропускная способность, большой расход кабеля, большие аппаратные затраты, сложность обновления структуры; 2) топология "шина" (все узлы соединены одним кабелем): простота, малые расходы кабеля, низкая скорость, обмен информацией лишь между двумя узлами, при нарушении контакта в одном месте сеть не работает; 3) топология "кольцо" (шина с соединёнными концами): в случае выхода из строя одного узла выходит из строя вся сеть; 4) топология "звезда" (каждый узел соединяется с коммутатором): высокая пропускная способность, высокая надёжность сети (выход из строя сегмента кабеля или узла никак не влияет на работоспособность сети). На практике чаще всего применяется комбинированная технология. Поэтому современная глобальная сеть Интернет не имеет фиксированной структуры и не имеет хозяина.

Основные принципы передачи информации в сети
1. Пакетная передача информации.
Информация в сети передаётся ограниченными наборами данных, которые называются пакетами. Пакетная передача обусловлена двумя причинами: 1) сеть должна обеспечить малое и примерно одинаковое для всех узлов время доступа. Время доступа -- это время от готовности начать передачу до начала самой передачи.