ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Эволюция компьютеров привела к тому, что большая комплексная машина стала необходимостью в каждом доме и офисе [3].

Компьютерная сеть – это компьютеры, связанные между собой с помощью особых каналов, предназначенных для распространения информации и налаживания коллективного доступа к использованию данных. Главными назначениями такой совокупности компьютеров являются сподручный и безопасный доступ к общесетевым ресурсам, возможность совместного использования данных, не боясь несанкционированного проникновения, и обеспечение высококачественных средств передачи информации между пользователями. Благодаря подобной сети все вопросы можно решить, несмотря на расстояние.

Классификацию компьютерных сетей можно провести по межузловому расстоянию, т.е. в зависимости от удаленности узлов: локальная (до 10 км), городская (до 100 км), глобальная (100-1000 км) и Internet (более 1000 км). Таким образом, для соединения близко находящихся компьютеров пользуются ЛВС – локально вычислительной сетью. Такие сети нашли обширное применение на самых различных предприятиях и учебных заведениях [2].

Локальные сети способны собирать, передавать, обрабатывать данные в пределах отдела, здания, фирмы. Зачастую ЛВС соединяют с другими сетями, вплоть до глобальных. Связывать локальную сеть с Internet может хост-компьютер (сервер-шлюз, прокси-сервер), который имеет специальное ПО для работы в этом пространстве.

Если обратиться к преимуществам таких сетей, то можно выделить разделение ресурсов, что дает возможность пользоваться ими с явной экономией как времени, так и пространства. Как пример, управление периферийными устройствами с любых ПК, соединенных этой сетью. Разделение данных так же является весомым преимуществом, что позволяет иметь единый доступ к базам данных. Стоит отметить и возможность одновременного пользования программными средствами, чему содействует многопользовательский режим.

Классификацию локальных вычислительных систем можно провести по ряду признаков: назначение, уровень управления, топология, однородность и равноправность узлов (рис. 1).

Рисунок 1. Классификация ЛВС

ЛВС, обслуживающие одну фирму, подразделяются на сети рабочих групп, отделов, кампусов и корпоративные сети. Первые зачастую включают в себя компьютеры, работающие под управлением одной ОС. Сеть, в которой находится до сотни ПК, и где работают сотрудники одного подразделения, называется сетью отделов. Обычно там задействована одна или две ОС. Сеть отделов располагается в пределах одного здания. Когда заходит речь об объединении какого-либо небольшого количества мелких сетей в одну, используют сеть кампусов. И, затрагивая масштаб всей фирмы, выделяют корпоративную сеть. Подобная ЛВС может распространяться на довольно большие территории, так как чаще всего в таком случае пользуются коммуникационными возможностями Internet.

Вычислительные ЛВС направлены на большую часть расчетных работ, что составляет их основной спектр деятельности. Информационные сети предназначены для информационного обслуживания, включающего в себя разработку документов и донесение до пользователей необходимых данных. Информационно-вычислительные сети объединяют в себе функционал как вычислительных, так и информационных ЛВС. Для поиска данных по определенной тематике используют информационно-поисковые сети, которые без труда сканируют все сетевые хранилища, отыскивая необходимые файлы. Информационно-советующие ЛВС направлены на обработку данных и выработку информации для принятия верных решений. Однако в таких сетях не предусмотрено реагирование на результирующую информацию, что не позволяет автоматически воздействовать на систему. Поэтому выделяется еще один вид локальных сетей, который несет в себе подобный функционал, - информационно-управляющие сети.

Переходя к топологии сети (схема соединения ПК), стоит заметить, что чаще используют три типа: звезда, петля (кольцо) и шина. Другие топологии – это производные от этих видов.

Топология «Звезда» (рис.2) является основной при построении ЛВС, так как она наиболее быстродействующая за счет того, что передача данных идет через центральный узел по отдельным каналам.

Рисунок 2. Топология в виде звезды

С помощью отдельных кабелей с использованием сетевого адаптера ПК подключаются к центральному устройству, концентратору. Через него проходят все сообщения, обрабатываемые и направляемые к нужным ПК. Если выделять достоинства этой типологии, то хочется отметить относительную простоту периферийной аппаратуры, достаточно высокую защиту информации и независимость в работе пользователей. Однако в случае сбоя концентратора, вся сеть остановится. Да и цена центрального устройства высока. А при увеличении количества ПК в сети происходит уменьшение производительности.

В топологии «петля» (рис. 3) ПК соединяются по кругу, образуя кольцо. Данные будут направляться в одну сторону, т.е. информация будет передаваться как в эстафете. Равноправность пользователей такой системы гарантирована.

Рисунок 3. Топология в виде петли

Главными достоинствами являются отсутствие дорогого концентратора, простой контроль над правильностью работы ЛВС, при неисправности какого-либо узла точка разрыва легко находится. При выделении недостатков основным будет проблема присоединения к сети новых ПК. Все кольцо может парализоваться, если из строя выйдет хоть один компьютер.

В топологии «шина» (рис. 4) используют один главный кабель, с которым соединяются все ПК. Здесь идет речь уже о некотором соревновании, т.к. подключиться к шине в один момент может лишь один компьютер. Состояние и правильное функционирование ЛВС не зависит от состояния отдельного ПК. Среди достоинств выделяют легкое расширение сети, надежность и простоту. Однако у такой сети есть ограничения по длине, защита не отличается высокими показателями, возможность столкновений на шине нескольких ПК при одновременной передаче данных и сложность в нахождении обрывов сети.

Рисунок 4. Топология в виде шины

Однородные ЛВС имеют одинаковые ОС, в них гораздо легче приводить в исполнение информационные процессы (организация и применение БД). Неоднородные сети включают в себя различные классы ЭВМ [5].

Одноранговые локальные сети не имеют централизованного управления, т.е. сохраняется полное равноправие всех ПК, способных функционировать как сервер и как клиент. Другое название такой ЛВС – рабочая группа. Сеть включает в себя до десяти компьютеров. Достоинств не много: относительно низкая цена и достаточно высокая надежность. Однако одноранговой сетью управлять довольно сложно, как и обеспечить защиту данных. Обновление ПО каждого ПК так же несет некоторые затруднения.

Серверные локальные сети обладают сервером, который ведет контроль над использованием всех ПК сети, выполняя обширный круг функций. Среди достоинств быстродействие, высокая защита данных, нет ограничения на количество подключенных к сети ПК. Но стоит заметить, что быстродействие напрямую зависит от сервера. И цена такого централизованного управления не маленькая.

Количество пользователей ЛВС продолжает расти с каждым днем, а управление такой сетью делается все более ответственным процессом. Создание локальной сети дает возможность для общего пользования данными, обеспечивается высокая защита информации, а способы хранения файлов делаются значительно надежнее. ЛВС – это обязательный компонент любой фирмы, учреждения или предприятия. И они не готовы экономить на надежности, защите и хорошем функционировании всей системы [1].

На сегодняшний день любая современная организация  использует информационные технологии для того, чтобы совершенствовать свои методы работы [4].

Список литературы:

1. Бройдо В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2014 – 703 с;
2. Козырев А. А. Информационные технологии в экономике и управлении: Учебник. Издание 4-е, перераб. и доп. – СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2010 – 448 с;
3. Поначугин А.В. Использование суперкомпьютеров для решения задач моделирования // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. 2015. № 10-1. С. 22-25;
4. Рыбакова А.С., Поначугин А.В. Информационные технологии: проблемы их внедрения, достоинства, недостатки // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 11-2. С. 24-27;
5. Степанов А. Н. Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей – СПб.: Питер, 2007. – 509 с.