Вычислительная сеть (информационно-вычислительная сеть, компьютерная сеть) — система, обеспечивающая обмен данными между вычислительными устройствами — компьютерами, серверами, маршрутизаторами и другим оборудованием или программным обеспечением. Для передачи информации могут быть использованы различные среды передачи данных. Помимо совокупности физических устройств и физических средств передачи данных, вычислительная сеть может быть оверлейной или виртуальной, то есть логически самостоятельной выделенной сетью, использующей ресурсы другой физической сети — вычислительной (например, Интернет), телефонной сети, в том числе ТФОП и/или среды передачи данных.

Классификация Существуют варианты классификации разных вычислительных сетей по назначению и характеристикам.

По территориальной распространённости: BAN ( — нательная компьютерная сеть) — сеть надеваемых или имплантированных компьютерных устройств; PAN () — персональная сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу; LAN (ЛВС, ) — локальная сеть, имеющая замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг; может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров; иногда определяется как сеть «около шести миль (10 км) в радиусе»; локальные сети являются сетями закрытого типа, доступ к ним разрешён только ограниченному кругу пользователей, для которых работа в такой сети непосредственно связана с их профессиональной деятельностью; CAN () — кампусная сеть, объединяет локальные сети близко расположенных зданий; MAN () — городские сети между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей; WAN () — глобальная сеть, покрывающая большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Пример WAN — сети с коммутацией пакетов (), через которую могут «разговаривать» между собой различные компьютерные сети. Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей.

По архитектуре: клиент-сервер; одноранговая сеть (децентрализованная или пиринговая сеть).

По типу сетевой топологии: шина кольцо двойное кольцо звезда ячеистая решётка дерево смешанная топология Fat Tree

По типу среды передачи: проводная (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель); беспроводная (передача информации по радиоволнам в определённом частотном диапазоне)

По функциональному назначению: сеть хранения данных; серверная ферма; сеть управления процессом; Сеть SOHO, домовая сеть.

По скорости передачи: низкоскоростная (до 10 Мбит/с), среднескоростная (до 100 Мбит/с), высокоскоростная (свыше 100 Мбит/с);

По сетевым операционным системам: на основе Windows на основе Unix на основе NetWare на основе Cisco

По необходимости поддержания постоянного соединения: пакетная сеть, например Фидонет и UUCP онлайновая сеть, например Интернет и GSM

Оверлейные сети Примеры самостоятельных логических вычислительных сетей, использующих другие физические сети и среды передачи данных: Коммутируемый (модемный) доступ Виртуальная частная сеть (VPN) и виртуальная локальная вычислительная сеть VLAN Даркнет Блокчейн

Стеки протоколов

При реализации компьютерной сети могут использоваться различные наборы протоколов, некоторые из них:

AppleTalk ARCNET ATM DECnet Ethernet HIPPI IEEE-488 IP IPX Myrinet TCP Token Ring UDP SPX FDDI QsNet USB IEEE 1394 (Firewire, iLink) X.25 Frame relay Bluetooth IEEE 802.11 Systems Network Architecture RapidIO

Уровни Сетевая модель OSI: Прикладной уровень Уровень представления информации Сеансовый уровень Транспортный уровень Сетевой уровень Коммутация Маршрутизация Канальный уровень (уровень связывания данных) Физический уровень Спецификация IEEE 802 разделяет канальный уровень на два подуровня — MAC (Media Access Control) регулирует доступ к разделяемой физической среде, LLC (Logical Link Control) обеспечивает обслуживание сетевого уровня.

Передача данных

Проводная связь, кабельные линии связи Телефонная сеть PSTN Модем и коммутируемый доступ Выделенные линии Коммутация пакетов Frame relay PDH Ethernet RS-232 Передача по оптоволоконному кабелю Synchronous optical networking Fiber distributed data interface Беспроводная связь Ближнего радиуса действия Bluetooth Human Area Network Среднего радиуса действия IEEE 802.11 Netsukuku IEEE 802.16e WiMAX Дальнего радиуса действия Спутниковая связь MMDS SMDS Передача данных при помощи мобильных телефонов CSD GPRS HSCSD EDGE UMTS HSDPA HSUPA CDMA LTE IEEE 802.16e WiMAX CDPD Paging networks DataTAC Mobitex Motient

История Впервые в мире вычислительная сеть была применена в советском комплексе ПРО «Система А» (генеральный конструктор Г. В. Кисунько), возведённом в 1956—1960 годах в Казахстане, однако предложена раньше — например, в 1949 году для Semi-Automatic Ground EnvironmentQuarterly Progress Report. Lincoln Laboratories. June 1952.Schaffel, Kenneth (1991). Emerging Shield: The Air Force and the Evolution of Continental Air Defense 1945—1960 . General Histories (Report). Office of Air Force History, p. 197. ISBN 0-912799-60-9. (реализована в конце 1950-х). В сеть были объединены разработанные Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР компьютеры «Диана I» и «Диана II» (создатели С. А. Лебедев, В. С. Бурцев).

В 1970-е годы в Великобритании была разработана система доступа к автоматизированным базам данных на основе использования телефонных каналов, телевизоров и клавиатуры, получившая название «видеотекс». Наибольшее развитие видеотекс получил во Франции, где эта система получила название «Минитель».

В это же время произошёл прорыв в области производства компьютерных компонентов. Успехи в разработке передачи данных между персональными компьютерами привели к созданию глобальной сети Интернет, предшественником которого была сеть ARPAnet, начавшая работать в 1969 году.

В 1980 году аспиранты университета Дьюка Джим Эллис и Том Траскотт создали компьютерную сеть Usenet. Они задумывали эту сеть как программное обеспечение для объявлений в своем университете. Однако эта сеть сразу заинтересовала и другие образовательные учреждения и вскоре превратилась во всеобщую систему дискуссионных групп.

В 1980-е годы среди энтузиастов компьютерных сетей были популярны BBS — технология общения пользователей компьютеров через коммутируемые телефонные сети. Она была создана в 1978 году.

В середине 1980-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть — Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры, являющиеся идеальными элементами для построения компьютерных сетей.

Глобальная компьютерная сеть

Глобальная компьютерная сеть (, ) — компьютерная сеть, охватывающая большие территории и включающая в себя большое число компьютеров.

ГКС служат для объединения разрозненных сетей так, чтобы пользователи и компьютеры, где бы они ни находились, могли взаимодействовать со всеми остальными участниками глобальной сети.

Некоторые ГКС построены исключительно для частных организаций, другие являются средством коммуникации корпоративных ЛВС с сетью Интернет или посредством Интернет с удалёнными сетями, входящими в состав корпоративных. Чаще всего ГКС опирается на выделенные линии, на одном конце которых маршрутизатор подключается к ЛВС, а на другом коммутатор связывается с остальными частями ГКС. Основными используемыми протоколами являются TCP/IP, SONET/SDH, MPLS, ATM и Frame relay. Ранее был широко распространён протокол X.25, который может по праву считаться прародителем Frame relay.

ГКС связывает компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Часто используются уже существующие не очень качественные линии связи. Более низкие, чем в локальных сетях, скорости передачи данных (десятки килобит в секунду) ограничивают набор услуг передачей файлов, преимущественно не в оперативном, а в фоновом режиме, с использованием электронной почты. Для стойкой передачи дискретных данных применяются более сложные методы и оборудование, чем в локальных сетях.

Глобальные сети отличаются от локальных тем, что рассчитаны на неограниченное число абонентов и используют, как правило, не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи, а механизм управления обменом у них в принципе не может быть гарантированно скорым.

В глобальных сетях намного более важно не качество связи, а сам факт её существования. Правда, в настоящий момент уже нельзя провести чёткий и однозначный предел между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеют выход в глобальную сеть, но характер переданной информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И, хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфику локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остаётся всего лишь одним из ресурсов, поделённым пользователями локальной сети.

Примечания

Литература

«Это было лучшее время» Каким был интернет до того, как все захватила Всемирная паутина? И чем занимались на первых сайтах?

*