История сети локальной сети: Возникновение и история развития локальных сетей
Возникновение и история развития локальных сетей
Приветствую вас, дорогие читатели моего блога! После небольшого перерыва у меня созрела идея о написании статьи про локальные сети. Сегодня я расскажу о истории возникновения и развития первых локально-вычислительных сетей. С момента повсеместного распространения сетевых компьютерных технологий прошло не так много времени, но сейчас мало кто помнит историю того, с чего все начиналось. Конечно, в рамках одного, хоть и объемного поста, невозможно представить полную картину развития событий во всех деталях, поэтому я продолжу повествование в одной из моих следующих статей. Итак, начнем!
Идея объединить несколько независимо работающих компьютеров в единую вычислительную систему сформировалась в середине 60-х годов прошлого века. В 1965 г. аспирант Массачусетского технологического института Ларри Робертс осуществил эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами.
Один из отцов-основателей Интернета.
Алгоритмы, используемые Робертсом для передачи данных, стали основой для новой глобальной вычислительной сети ARPANET. Эта сеть была создана в 1969 г. «Агентством перспективных научных исследований» (ARPA) и со временем объединилась с другими, уже существовавшими на тот период времени сетями. Это объединение компьютерных сетей стало основой, на которой начал формироваться современный Интернет.
Карта покрытия сети Arpanet.
В те далекие времена компьютеры представляли собой огромные по размерам вычислительные машины (мейнфреймы). Чтобы организовать коллективное пользование подобной машины использовали терминалы. Посредством нескольких таких удаленно подключенных устройств создавалась много-терминальная система. Таким образом, вычислительные возможности одного компьютера разделялись и распределенно использовались несколькими операторами консолей — терминальных «приставок», грубо говоря.
Не удивляйтесь, мониторов тогда еще не было. Результат выполнения программы выводился сразу на печать!
Этот принцип используется и в наше время. Это удобно, в плане централизованного администрирования одного сервера. Экономично, так как процессорное время часто используется на офисном компьютере не эффективно, а комплектующие одного такого компьютера стоят своих денег. В то время, как тонкий клиент — более экономически выгодное устройство, а сэкономленную часть бюджета можно направить на расширение аппаратных возможностей сервера терминалов. С помощью специального ПО все вычислительные процессы будут производиться на одном мощном компьютере, а результат вычислений выводиться на экране терминала.
Удобен такой подход и в плане экономии на софте, чтобы не покупать клиент-серверную версию приложения, можно приобрести лицензию на одно устройство (сервер) и использовать эту программу в многопользовательском режиме, подключаясь удаленно к данному серверу с других маломощных компьютеров, участников «локалки».
Но во времена громоздких компьютеров, такой способ подключения и коллективного пользования был просто необходимостью. Сам по себе компьютер занимал пространство целой комнаты, был непрост в эксплуатации и очень дорого стоил. Естественно, было просто невозможно поставить такую машину каждому оператору персонально.
Сфера применения IBM 7030 просто потрясает. Этот мейнфрейм использовался для разработки атомных бомб, в метеорологии, в обеспечении национальной безопасности США, а также принимал участие в разработке программы «Аполлон».
Постепенно стали формироваться глобальные сети, которые объединяли между собой мейнфреймы крупных вычислительных центров и университетских лабораторий. Тут следует оговориться в том, что изначально подобные сети стали формироваться в недрах компьютерной инфраструктуры вооруженных сил США. О том как и в какой последовательности протекали эти процессы написано не мало книг и статей, но общая картина приблизительно такова. По разным источникам можно судить, что технологии создания глобальных вычислительных сетей были переданы военными высшим учебным заведениям США то-ли «бескорыстно» для информационного развития стратегических государственных учреждений, то-ли для «допиливания» новых технологий силами ученой университетской общественности. Так или иначе, локальные сети государственных учреждений США стали объединяться в глобальные сети федерального масштаба.
Объединение удаленных суперкомпьютеров глобальными связями.
Но все вышеописанное являлось лишь предтечей локальных сетей в их нынешнем понимании. Вторая половина 70-х годов прошлого столетия ознаменовала собой, в истории компьютерных технологий, период бурного развития персональных компьютеров, что послужило толчком в направлении развития малых локальных сетей.
В этот период компания Xerox выпустила серию персональных компьютеров Star, которая стала очень популярной. Эти компьютеры стоили немало по нашим современным представлениям о стоимости компьютерной техники, но тогда их цена считалась низкой в сравнении с компьютерами предыдущего поколения. Производительность компьютеров Star тоже была достаточно высока для устройств подобного класса. Машины Xerox Star работали под управлением первой в мире операционной системы с оконным графическим интерфейсом пользователя. Но самое значимое для развития компьютерных сетей стало то, что вендор Xerox заложил в свои новые компьютеры технологическую возможность включения нескольких машин Star в единую сеть. Роберт Меткалф — инженер исследовательского отдела фирмы Xerox впервые предложил стандарт организации малых локальных сетей Ethernet, который используется до сих пор.
Xerox Star — один из первых персональных компьютеров. Кстати, именно компания Xerox является автором манипулятора (компьютерной мыши).
Не смотря на все свои известные преимущества, персональные компьютеры Star не выдержали конкуренции с изделиями корпорации IBM и были вытеснены с рынка. Устройства IBM отвечали всем самым высоким требованиям к компьютерному оборудования того времени. Огромное и налаженное производство компании IBM и его мощности позволили снизить цены на ПК (скорее PC) до минимума. Целевой потребитель от такого положения дел только выигрывал, и результаты компании IBM в плане продаж стали недосягаемы для конкурентов. За счет укрупнения производства стоимость продукции уменьшилась, а качество возросло — редкое явление для нашей с вами действительности, не так ли, граждане соотечественники.
Все это привело к росту количества локально-вычислительных сетей. Для дальнейшего развития требовалась разработка четких стандартов архитектуры распределенных вычислительных систем. Продолжение читайте в этой статье.
Глава 1. Общие сведения о локальных сетях
История развития локальных сетей
Сегодня уже трудно представить себе, как люди жили когда-то без столь удобного и полезного инструмента, как локальные сети. Однако знало человечество и такие времена. Впервые идея связать несколько независимо работающих компьютеров в единую распределенную вычислительную систему посетила светлые головы инженеров еще в середине 60-х годов XX века. А если говорить более конкретно, то первый успешный эксперимент по передаче дискретных пакетов данных между двумя компьютерами провел в 1965 году молодой исследователь из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института Лари Роберте. Алгоритмы передачи данных, предложенные Робертсом, во многом послужили основой для построенной в 1969 году по инициативе американского «Агентства перспективных научных исследований» (Advanced Research Projects Agency, ARPA) глобальной вычислительной сети ARPANet, а она впоследствии, объединившись с несколькими другими существовавшими на тот момент сетями, стала фундаментом, на котором вырос современный Интернет. Однако и широко использовавшиеся в те времена многотерминальные системы, в которых пользователям предоставлялся доступ к одному головному многофункциональному компьютеру посредством нескольких конечных устройств удаленного подключения — терминалов — по принципу разделения процессорного времени, и глобальные сети, объединявшие между собой мейнфреймы крупных вычислительных центров и лабораторий, являлись лишь предтечей локальных сетей в их нынешнем понимании. Существенный толчок в направлении развития малых локальных сетей дало бурное развитие во второй половине 70-х годов настольных персональных компьютеров. И в авангарде этого процесса стояла фирма Xerox.
Персональные компьютеры Xerox Star были весьма и весьма популярны в начале 80-х годов, во-первых, благодаря сочетанию низкой стоимости и достаточно высокой производительности, во-вторых, потому, что работали они под управлением первой в мире операционной системы с оконным графическим интерфейсом, предоставлявшей пользователю возможность максимально комфортно взаимодействовать с ресурсами ЭВМ, и, наконец, по той простой причине, что разработчики предусмотрели возможность включения нескольких машин Xerox Star в единую сеть. Именно инженер-исследователь фирмы Xerox Роберт Меткалф впервые предложил стандарт организации малых локальных сетей Ethernet, который широко используется при проектировании подобных систем до сих пор. Тем не менее, несмотря на очевидные достоинства персональных компьютеров от Xerox, они были вскоре окончательно вытеснены с рынка изделиями корпорации IBM, впитавшими в себя все перспективные разработки и лучшие технические решения предшественников. Большие производственные мощности этой компании позволили снизить цены на персональные компьютеры до возможного минимума, и конкурировать с IBM PC стало практически невозможно. Количество локальных сетей росло в геометрической прогрессии, что вскоре привело к необходимости разработки четких стандартов архитектуры распределенных вычислительных систем. Действительно, одна из основных задач локальных сетей заключается не только в передаче данных и организации общего доступа к тем или иным периферийным устройствам, но также и в обеспечении совместной работы оборудования различных производителей. Это, естественно, означает необходимость унификации и стандартизации подходов к построению локальных сетей. Именно в 80-х годах окончательно сформировались основные стандарты распределенных вычислительных систем, такие как Ethernet, Token Ring, ArcNet, FDDI и некоторые другие. Все эти стандарты, а также многие смежные вопросы, связанные с теоретическими и практическими аспектами построения локальных сетей, мы подробно рассмотрим на страницах этой книги.
80-е годы можно назвать эпохой расцвета локальных сетей, поскольку как крупные, так и малые предприятия быстро оценили выгоды от использования этой перспективной технологии. Действительно, локальные сети позволяли осуществлять быстрый обмен данными между различными подразделениями и отделами фирмы, заметно уменьшив объем циркулирующей внутри предприятия бумажной документации. Это позволяло, во-первых, экономить на накладных расходах, а во-вторых, существенно повышало производительность труда. В сочетании с уже существовавшей тогда возможностью передавать данные на значительные расстояния по информационным каналам глобальной сети использование подобных технологий открывало широчайшие возможности не только для оптимизации бизнеса и расширения информационного пространства, но и для осуществления межкорпоративного взаимодействия.
С течением времени стандарты, позволявшие объединять компьютеры в локальные сети, постепенно оптимизировались, увеличивалась пропускная способность каналов связи, эволюционировало программное обеспечение, росла скорость передачи данных. Вскоре локальные сети стали использоваться не только для пересылки между несколькими компьютерами текста и различных документов, но также для передачи мультимедийной информации, такой как звук и изображение. Это открыло возможность организации внутри локальной сети систем видеоконференцсвязи, позволявших пользователям такой системы общаться в режиме реального времени «напрямую», физически находясь в различных помещениях, выполнять совместное редактирование текстов и таблиц, устраивать «виртуальные презентации». Уже сейчас системы компьютерной видеосвязи широко используются крупными коммерческими предприятиями, где служат для организации связи между различными отделами, в военных комплексах для быстрой передачи информации между несколькими абонентами и целыми подразделениями, а в последнее время — и в домашних «настольных» системах, в качестве средства организации досуга. Среди достоинств KB С можно упомянуть относительно низкую стоимость эксплуатации по сравнению с иными существующими на сегодняшний день системами коммуникаций, их многофункциональность, сравнительную легкость в использовании. В процессе работы абоненты видеоконференции в общем случае видят на экранах своих мониторов изображения собеседника и свое собственное, что необходимо для осуществления визуального контроля установленного соединения. Изображение динамически обновляется со скоростью от 0,5 кадра/с до 15-25 кадров/с в зависимости от скорости (пропускной способности) канала связи и загрузки канала данными. Участники для проведения переговоров используют миниатюрные видеокамеры и микрофоны с достаточно хорошими характеристиками. Речь для передачи по каналу связи оцифровывается. Основными достоинствами компьютерной видеосвязи являются возможности совместной работы с документами и интегрированной информацией (текст, графика, изображение, получаемое с видеокамер участников), а также дистанционный запуск программных приложений на компьютере собеседника. Изображения, получаемые с помощью видеокамер, могут передаваться не только в динамическом режиме (живое видео), но и в статическом. В последнем случае абонент выбирает необходимый кадр, захватывает и передает его по каналу связи в виде файла. В этом случае время передачи кадра не является критичным, и он может быть сформирован и передан со значительно более высоким качеством. Таким образом, участники подобного сеанса видеосвязи видят друг друга, могут разговаривать в дуплексном режиме, передавать цветные изображения графических документов и объектов, снимаемых видеокамерой, совместно редактировать документы, а также документировать процесс переговоров и результаты с помощью видеомагнитофонов и цветных принтеров. В итоге можно сделать вывод о том, что видеоконференцсвязь с успехом заменяет телефон, цветной факс и обеспечивает возможность записи сеанса или его части на видеомагнитофон для последующего анализа или демонстрации третьим лицам, не участвовавшим в сеансе видеосвязи.
Исходя из всего отмеченного выше можно сказать, что видеоконференции весьма перспективны для ведения переговоров между различными отделами одной компании, при согласовании технических вопросов, например, руководства промышленного предприятия с руководством производственного отдела без необходимости созывать совещание и с возможностью автоматически документировать весь ход переговоров с момента установления соединения до момента его разрыва.
Наконец, в начале 90-х годов XX века удешевление и расширение ассортимента конечного оборудования позволили локальным сетям выйти за пределы коммерческого сектора рынка. Появились небольшие домашние и частные локальные сети, объединявшие несколько компьютеров в одной семье или в пределах одного дома. В последнее время доля малых локальных сетей заметно выросла по отношению к общему количеству работающих в мире распределенных вычислительных систем, что, впрочем, не удивительно, поскольку такие локальные сети позволяют совместно использовать различные устройства, например принтеры, сканеры, цифровые камеры, а также организовывать подключение к Интернету через единственный канал связи, а значит — экономить на оборудовании и комплектующих. Не говоря уже о том, что практически все современные игры имеют возможность одновременного участия в игровом процессе нескольких пользователей, для чего опять же необходима локальная сеть. Таким образом, локальная сеть — это распределенная вычислительная система, позволяющая всем подключенным к ней компьютерам — узлам или рабочим станциям — обмениваться данными, а также совместно использовать различные аппаратные и программные ресурсы.
Практически все современные локальные сети используют подключение к Интернету либо по коммутируемым каналам связи, либо через непосредственное соединение с высокоскоростной магистралью передачи данных. Да и само появление Интернета было во многом стимулировано развитием локальных сетей, объединявшихся в глобальную вычислительную систему.
Общие сведения о подключении локальных сетей к Интернету
В настоящее время используется несколько вариантов подключения локальной сети к Интернету. Вот основные из них.
- Непосредственный доступ к Интернету подразумевает использование самого полного спектра услуг глобальной сети. Локальная сеть, имеющая непосредственный доступ, фактически может пользоваться Сетью с высокой скоростью и высокой эффективностью постоянно, то есть круглые сутки и в непрерывном режиме. Как уже упоминалось ранее, Интернет — это сеть, состоящая из множества локальных сетей. Так вот, непосредственный доступ — это и есть фактически прямое включение локальной сети в состав Интернета через высокоскоростную магистраль передачи данных при помощи соответствующего сетевого оборудования. Существует множество фирм, предлагающих такого рода доступ.
- Коммутируемый доступ является наиболее распространенным в нашей стране. Этот вид доступа подразумевает подключение локальной сети к Интернету по коммутируемым телефонным или выделенным линиям при помощи модема. Несмотря на относительно невысокую скорость соединения коммутируемый доступ (Dial-Up Access) не требует значительных финансовых затрат на аренду линии связи или закупку дорогостоящего оборудования. Именно поэтому он наиболее популярен при подключении к Интернету домашних и малых корпоративных сетей.
- Доступ по технологии «coax at a home». Технология «coax at a home» подразумевает получение доступа к Интернету с использованием каналов кабельной телевизионной сети. В обобщенном виде такая информационная структура выглядит следующим образом: стандартное оборудование вещания кабельного телевизионного центра подключается к специальному устройству передачи данных, называемому головным модемом, и далее через маршрутизатор — к высокоскоростному каналу Интернета. После этого абоненту достаточно лишь установить на своем компьютере любую сетевую карту, поддерживающую стандарт 10Base-T, соединив ее с клиентским кабельным модемом, а тот, в свою очередь, подключить к расположенному в квартире антенному выходу, — и компьютер оказывается в Сети. Одним из основных элементов клиентской компьютерной системы в схеме кабельной информационной сети является кабельный модем. Как и модем, предназначенный для соединения по коммутируемым телефонным линиям, это устройство представляет собой двунаправленный аналогово-цифровой преобразователь данных, использующий в процессе передачи информации принцип наложения на несущую частоту модулированного аналогового сигнала. Фундаментальным отличием данного аппаратного средства от обыкновенного модема является то, что кабельный модем не требует установки каких-либо драйверов, поскольку он подключается к компьютеру посредством сетевой карты и является абсолютно прозрачным для системы: программное -обеспечение взаимодействует с Интернетом так же, как и в случае непосредственного подключения по локальной сети. Разумеется, отсюда можно сделать абсолютно справедливое логическое заключение о том, что данному устройству совершенно безразлично, какая операционная система инсталлирована на пользовательском компьютере, необходимо лишь, чтобы эта система поддерживала возможность установки сетевой карты и настройки локальной сети. Не менее очевидно и то, что для работы в Интернете абонент может применять любое стандартное программное обеспечение. Среди очевидных преимуществ доступа к Интернету по методу «coax at a home» можно перечислить высокую стабильность соединения, отсутствие непредвиденных разрывов связи, а также то, что на протяжении всего сеанса работы во Всемирной Сети телефонная линия остается свободной. К сожалению, данный метод связи не имеет сегодня в нашей стране широкого распространения.
Существующие сетевые технологии
В современных локальных сетях используются различные технологии подключения, различное оборудование и различные среды передачи данных. Еще несколько лет назад практически единственным возможным вариантом было объединение компьютеров на основе медного сетевого кабеля с пропускной способностью не более 10 Мбит/с, позже появились сети, в которых в качестве среды передачи информации стали использовать оптическое волокно, активно развиваются беспроводные локальные сети, в которых информация передается посредством инфракрасного излучения или широкополосных радиосигналов. Эволюция сетевых технологий обусловлена, в первую очередь, совершенствованием самих компьютеров. Специалистами подсчитано, что мощность процессоров современных ПК удваивается каждые 18 месяцев, соответственно, растет и трафик, передаваемый по линиям компьютерных коммуникаций (трафиком называется общий суммарный поток информации через один сетевой компьютер). Вместе с тем наиболее узкое место в любой распределенной вычислительной системе — это устаревшее оборудование, поскольку уже довольно давно специалистами по компьютерным сетям было сформулировано простое правило: максимальная пропускная способность локальной сети равна максимальной пропускной способности ее самого медленного компонента. Из этого можно сделать вполне справедливый вывод, что эволюция сетевых стандартов во многом определяется ростом информационных потоков и производительности компьютеров, причем кривая роста производительности локальных сетей уже сейчас становится похожа на экспоненту: сети с пропускной способностью в 100 Мбит/с появились спустя 15 лет после возникновения 10-мегабитных сетей, сетевые системы с пропускной способностью в 1 Гбит/с были разработаны через 5 лет после 100-мегабитных сетей, первые проекты сетей со скоростью передачи данных в 10 Гбит/с родились спустя еще 2 года (рис. 1.1).
П роизводител ьность локальных сетей
10 Гбит/с
Рис. 1.1. Рост производительности локальных сетей
Тем не менее, несмотря на стремительное совершенствование сетевых технологий, они все же не поспевают за ростом вычислительной мощности современных персональных компьютеров. Для обоснования этого утверждения специалистами приводится два аргумента: во-первых, компьютеры, работающие в сети с вполне современной конфигурацией, обеспечивающей скорость передачи данных до 100 Мбит/с, принципиально способны обрабатывать намного большие потоки входящих и исходящих данных, во-вторых, современные приложения, такие как, например, Microsoft Office XP, способны полностью «утилизировать» эту пропускную способность под собственные потребности.
Разработчики программного обеспечения также стараются идти в ногу со временем. В офисных приложениях, программах обработки баз данных, прочих Intranet-приложениях в последнее время намечается устойчивая тенденция к обеспечению установки, деинсталляции, запуска и совместного использования программ в локальной сети, в них реализуется механизм хранения документов и баз данных на сетевых серверах, использования общих программных компонентов. В то же время с каждой новой версией прикладных программ растет и объем создаваемых этими программами файлов. А для пересылки и обработки таких документов требуется высокая скорость передачи данных.
Аналогичного курса стараются придерживаться и разработчики операционных систем. В частности, в ОС Microsoft Windows XP поддержка локальных сетей организована на небывало высоком уровне. Существует уверенность, что и в системных платформах последующих поколений будут совершенствоваться технологии приема и передачи управляемых мультимедийных потоков, поддержка видеоконференций, совместной работы с файлами. В частности, технология .NET демонстрирует нам очевидные перспективы дальнейшего сращивания локальных сетей с Интернетом. Основное предназначение Microsoft.NET — еще более тесная интеграция операционной системы с сетевыми технологиями и унификация применяемых для работы с сетью стандартов. Если раньше пользователь Интернета являлся просто «приемником» и «передатчиком» информации, то с появлением .NET он становится интегрированным участником сетевой среды. Прежде всего проект .NET ориентирован на электронную коммерцию и создание многофункциональных сетевых служб, а также на предоставление пользователю более широкого спектра возможностей в Интернете.
Перспективы развития локальных сетей
Перспективы применения Microsoft.NET весьма широки. Например, получив из электронного магазина файл, содержащий счет за заказанный товар, пользователь сразу сможет импортировать его в программу бухгалтерского учета и включить в налоговую отчетность; загрузив из Интернета сводку котировок национальных валют, он получит возможность отредактировать ее в Word или Excel без сохранения в промежуточном формате.
Поскольку в основе Microsoft.NET лежит расширяемый язык разметки документов XML (Extensible Markup Language), данная технология может использоваться любыми приложениями и на любом оборудовании, а информация может передаваться по любым каналам связи. Специалисты Microsoft предлагают такой пример «нестандартного» использования Microsoft.NET: если автомобильная сигнализация в оставленной на офисной стоянке машине поддерживает интерфейс .NET, сигнал о попытке ее угона может быть передан непосредственно на компьютер пользователя. Тут же Windows предложит владельцу автомобиля различные варианты действий: автоматически вызвать полицию, заблокировать двигатель или отключить сигнализацию.
Данная технология позволяет организовать коммуникационную систему между компьютером, локальной сетью, мобильным телефоном, портативными устройствами (вроде карманных компьютеров), а также информационными центрами в Интернете. Однако ее полномасштабное применение — пока еще дело будущего.
Заметно упрощаются методы настройки, администрирования и использования локальных сетей. В частности, уже в операционной системе Microsoft Windows XP реализован целый ряд вспомогательных средств, которые
автоматически выполняют большую часть работы по настройке сети. В «домашней» локальной сети возможна организация одновременного доступа в Интернет с использованием одного компьютера, оснащенного обычным или кабельным модемом.
В операционных системах последних поколений значительно улучшена поддержка многосегментных малых сетей. Если один из входящих в сеть компьютеров соединяется с другими посредством беспроводной технологии Radio Ethernet, другой — через инфракрасный порт, а третий — по обычной «витой паре», в Windows 2000 каждый такой сегмент воспринимался как отдельная подсеть. От пользователя требовалось настроить протокол для головной машины каждого сетевого сегмента, назначить номера подсетей, указать алгоритмы передачи информации между сетями. Windows XP воспринимает многосегментные локальные сети как одну сеть, что значительно облегчает их настройку.
Безусловно, упрощенный вариант настройки сетевых подключений хорош для малых «домашних» сетей и не подходит для корпоративных распределенных систем. Именно поэтому в комплекте Windows XP предусмотрены механизмы более тонкой настройки и администрирования локальных сетей.
Также новые стандарты диктуют производители аппаратного обеспечения. В частности, возникновение стандарта Universal Plug&Play (UPnP) автоматически превращает локальные сети в незаменимый инструмент совместного использования конечного оборудования для различных прикладных задач.
Технология Plug&Play, позволяющая быстро подключать и настраивать в операционной системе новые периферийные устройства, уже хорошо знакома пользователям Windows. Universal Plug&Play дает возможность подключать к вашему компьютеру устройства, фактически расположенные на удаленном сетевом компьютере, и пользоваться ими так, словно они работают на вашей машине. При этом у вас не возникнет необходимости изменять какие-либо сетевые настройки: Windows самостоятельно подключит и настроит необходимое устройство. Вся «механика» обмена данными с удаленным оборудованием по сети также скрыта от владельца компьютера — он может просто пользоваться своей системой, не задумываясь о том, как она работает. Каждому сетевому устройству Windows XP динамически назначает собственный IP-адрес, благодаря чему различная периферийная аппаратура может самостоятельно обмениваться данными, получать сведения о характеристиках и состоянии другого работающего в сети устройства, сообщать информацию «о себе» и передавать свои ресурсы в распоряжение других пользователей. Например, если некий компьютер в локальной сети оснащен звуковой картой, поддерживающей Universal Plug&Play, но
его владелец в настоящий момент занят работой в Microsoft Word, пользователь другой сетевой машины может воспользоваться его саундбластером для запуска игры, требующей наличия в системе аудиооборудования. Естественно, при этом нет необходимости вскрывать корпус компьютера для переустановки устройства.
В настоящее время Universal Plug&Play может использоваться для подключения к компьютеру удаленных принтеров, видеокамер, цифровых фотокамер, сканеров. Однако специалисты Microsoft предполагают, что в недалеком будущем список оборудования, которое можно использовать в режиме Universal Plug&Play, будет расти. Самые смелые предположения писателей-фантастов воплотились в реальность: фактически Universal Plug&Play уже сейчас позволяет управлять подключаемой к компьютеру «интеллектуальной» бытовой техникой: программируемыми стиральными машинами, кухонными комбайнами, микроволновыми печами и даже автоматическими воротами гаража; при этом компьютер может играть роль своеобразного «центра управления домашней электроникой», задавая устройствам различные схемы и режимы работы. Дело за малым: дождаться поддержки Universal Plug&Play производителями конечного оборудования. Поскольку предложенный Microsoft стандарт построен по принципу.открытой сетевой архитектуры, он независим от операционной системы и сетевой платформы, не привязан к какому-либо конкретному языку программирования или среде, через которую передается информация, будь то беспроводная сеть, оптоволоконная линия или Интернет. В силу того, что Universal Plug&Play не накладывает никаких ограничений на подмножество системных команд интерфейса операционной системы, которое могут использовать работающие с этим стандартом прикладные программы, разработчики программного обеспечения свободны в выборе средств для поддержки Universal Plug&Play.
Дальнейшие перспективы эволюции локальных сетей, видимо, вполне предсказуемы. Уже в ближайшем будущем заметно возрастет скорость передачи данных, будут разработаны новые алгоритмы коррекции ошибок, аутентификации пользователей и шифрования, что должно увеличить надежность соединений, получат более широкое развитие технологии беспроводной связи и локальные сети, построенные на основе оптического волокна. Однако наиболее популярными и недорогими на сегодняшний день все же остаются традиционные сети Ethernet, и именно о них пойдет разговор на страницах этой книги.
История появления и развития компьютерных сетей
Развитие компьютерных сетей происходило, в первую очередь, за счет развития двух более крупных направлений технологии – вычислительной техники и коммуникаций. Первые попытки создать возможность работы с вычислительной техникой нескольких пользователей заключались в загрузке в мэйнфрэйм (основной компьютер) нескольких готовы пакето данных, которые были заранее подготовлены и нуждались в обработке.
Первоначальное развитие этой технологии происходило на протяжении 50-х годов XX века, когда компьютеры представляли собой громоздкие и неудобные устройства, обрабатывающие информацию крайне длительное время. На тот момент удобство пользователя находилось на одном из последних мест в развитии, а основное внимание уделялось повышению мощности.
Следующим прообразом компьютерных сетей стало создание отдельных терминалов, имеющих полноценные собственные устройства ввода-вывода и работающие напрямую с одним общим компьютером. Для самого пользователя работа за таким устройством была куда более удобной – он мог не замечать, что мощности компьютера параллельно используются еще несколькими людьми. Именно тогда стали появляться первые сети, чей принцип работы заключался лишь в банальном физическом удалении терминалов на определенные расстояния.
Как только начали появляться более компактные компьютеры – это произошло в 70-х годах, позволить себе их установку могли все больше предприятий, поэтому необходимость использования какого-либо средства связи возрастала и тогда возникли первые приближенные к современным способы объединения компьютеров в сеть и потребность в монтаже компьютерных сетей.
APRANET и появление полноценных сетей
В 1969 году произошло знаковое событие – минобороны США приняло решение об объединении всех основных компьютерных узлов в общую сеть. Передача данных осуществлялась между ними по коммутируемому кабелю, а для ее осуществления были созданы специальные операционные системы и огромное количество сложных сопутствующих протоколов.
Впоследствии, коммутируемые кабели телефонных сетей станут одним из основных способов передачи данных вплоть до середины 80-х годов.
Принцип передачи данных по телефонному кабелю, при этом, уже в первые годы существования компьютерных сетей претерпел определенные изменения. Так, в отличие от непрерывного потока информации, который мог подвергаться искажениям и мешать другим пользователям работать с сетью, как это бывает со стандартным телефонным сигналом, компьютерные данные отправлялись сразу готовыми закрытыми пакетами, что позволяло одновременно использовать один и тот же кабель множеству пользователей.
Что появилось раньше – WAN или LAN?
Говоря о компьютерных сетях, сейчас есть две основных их разновидности. Под подключением WAN (Wide Area Network) подразумевают объединение удаленных физически друг от друга компьютеров, а также простой выход в Интернет, в то время как LAN – это закрытая сеть, объединяющая физически близкие компьютеры и способная быть полностью изолированной от каких-либо других соединений.
Однако, на ранних этапах развития компьютеров, нужды в LAN-сетях не было – их заменяли стандартные комплексы из мейнфреймов и терминалов, хотя удаленная передача данных была крайне важным и приоритетным направлением исследований.
Важную роль в развитии сетей сыграло появление персональных компьютеров, унификация их комплектующих и программного обеспечения. Так начали появляться первые сетевые протоколы – это произошло в 80-х годах. К концу века однозначным лидером среди них стал протокол Ethernet, способный обеспечивать скорость передачи данных в первом поколении своего развития со скоростью 10 Мбит/с, а на данный момент поддерживающий скорость передачи, превышающую 1 Гбит/с.
Краткая история развития компьютерных сетей
- 1950-1960 годы – первые попытки объединения мейнфрейма с терминалами.
- 1969 – появление APRANET и использование телефонных сетей для передчи данных.
- 1970-1974 – возникновение мини-компьютеров и создание вручную настраиваемых локальных сетей.
- 1974 появление первой стандартизованной сетевой архитектуры IBM SNA, а также стандартизация X.25
- 1980-1985 возникновение персональных компьютеров, появление Интернета в близком к современности виде. Использование стека TCP/IP на всех узлах. Возникновение стандартных технологий локальных сетевых протоколов Ethernet, FDDI, Token Ring.
- 1986-1987 – старт коммерческого использования Интернета.
- 1991 появление протокола Web и первых интернет-сайтов.
- 1995-2000 развитие Web и массовая популяризация компьютеров.
- 2000-2010 – использование беспроводных сетей, снижение стоимости передачи единицы информации сразу в несколько тысяч раз.
НОУ ИНТУИТ | Лекция | Эволюция вычислительных сетей: от первых локальных сетей до современных сетевых технологий
Аннотация: Мини-компьютеры — предвестники локальных сетей. Важнейший этап
— создание стандартных сетевых технологий. Роль персональных компьютеров в эволюции сетей. Современные тенденции. Хронологическая последовательность важнейших событий.
Мини-компьютеры — предвестники локальных сетей
В начале 70-х годов произошло важное событие, непосредственно повлиявшее на эволюцию компьютерных сетей.
В результате технологического прорыва в области производства компьютерных компонентов появились большие интегральные схемы
(БИС). Их сравнительно невысокая стоимость и богатые функциональные возможности привели к созданию мини-компьютеров, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов.
Эмпирический закон Гроша утратил свою силу, так как десяток мини-компьютеров, имея ту же стоимость, что и мэйнфрейм, выполнял некоторые задачи (как правило, хорошо распараллеливаемые) быстрее.
Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность иметь собственные компьютеры. К середине 70-х годов стали широко использоваться мини-компьютеры PDP-11, Nova, HP.
С помощью мини-компьютеров осуществлялось управление технологическим
оборудованием и выполнялись другие задачи уровня отдела предприятия.
Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных
ресурсов по всему предприятию. Однако при этом все компьютеры одной
организации по-прежнему продолжали работать автономно (рис. 2.1).
Рис.
2.1.
Автономное использование нескольких мини-компьютеров на одном предприятии.
Архитектура мини-компьютеров была значительно упрощена по
сравнению с мэйнфреймами, что нашло отражение и в их операционных
системах. Многие функции мультипрограммных многопользовательских
ОС мэйнфреймов были усечены, с учетом ограниченности ресурсов мини-компьютеров.
Операционные системы мини-компьютеров часто стали делать специализированными,
например только для управления в реальном времени (ОС RT-11
для мини-компьютеров PDP-11 ) или только для поддержания режима разделения времени
( RSX-11M для тех же компьютеров). Эти операционные системы
не всегда были многопользовательскими, что во многих случаях
оправдывалось невысокой стоимостью машин.
Важной вехой в истории мини-компьютеров и вообще в истории операционных систем стало создание ОС Unix.
Появление стандартных технологий локальных сетей
В середине 80-х годов положение дел в локальных сетях стало меняться.
Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в
сеть — Ethernet, Arcnet, Token Ring, Token Bus, несколько позже — FDDI.
Все стандартные технологии локальных сетей опирались на тот же
принцип коммутации, который был с успехом опробован и доказал свои
преимущества при передаче трафика данных в глобальных компьютерных сетях — принцип
коммутации пакетов.
Стандартные сетевые технологии сделали задачу построения локальной
сети почти тривиальной. Для создания сети достаточно было приобрести
сетевые адаптеры соответствующего стандарта, например Ethernet,
стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными
разъемами и установить на компьютер одну из популярных сетевых операционных
систем, например Novell NetWare.
После этого сеть начинала работать, и последующее присоединение каждого нового компьютера не
вызывало никаких проблем — естественно, если на нем был установлен
сетевой адаптер той же технологии.
В 80-е годы были приняты основные стандарты на коммуникационные технологии
для локальных сетей: в 1980 году — Ethernet, в 1985 — Token Ring, в конце 80-х — FDDI.
Это позволило обеспечить совместимость сетевых операционных систем на нижних уровнях,
а также стандартизировать интерфейс ОС с драйверами сетевых адаптеров.
Конец 90-х выявил явного лидера среди технологий локальных сетей
— семейство Ethernet, в которое вошли классическая технология Ethernet
10 Мбит/c, а также Fast Ethernet 100 Мбит/c и Gigabit Ethernet 1000
Мбит/c. Простые алгоритмы работы предопределили низкую стоимость
оборудования Ethernet. Широкий диапазон иерархии скоростей позволяет
рационально строить локальную сеть, применяя ту технологию, которая
в наибольшей степени отвечает задачам предприятия и потребностям
пользователей. Важно также, что все технологии Ethernet очень близки
друг другу по принципам работы, что упрощает обслуживание и интеграцию построенных на их основе сетей.
Локальные вычислительные сети История развития лвс
Работы
по созданию ЛВС начались еще в 60-х годах
с попытки внести новую технологию в
телефонную связь. Эти работы не имели
серьезных результатов вследствие
дороговизны и низкой надежности
электроники. В начале 70-х годов в
исследовательском центре компании
«Xerox», лабораториях при Кембриджском
университете и ряде других организаций
было предложено использовать единую
цифровую сеть для связи мини-ЭВМ.
Использовалась шинная и кольцевая
магистрали, данные передавались пакетами
со скоростью более 2 Мбит/с.
В
конце 70-х годов появились первые
коммерческие реализации ЛВС: компания
«Prime» представила ЛВС «RingNet»,
компания «Datapoint» — ЛВС «Attached
Resourse Computer» (ARC) с высокоскоростным
коаксиальным кабелем. В 1980 году в
институте инженеров по электротехнике
и электронике IEEE (Institute of Eleсtrical and
Eleсtronic Engeneers) организован комитет «802»
по стандартизации ЛВС. В дальнейшем
темпы развития ускорились, и на сегодняшний
день имеется большое количество
коммерческих реализаций ЛВС.
Преимущества использования лвс
бъединение
персональных компьютеров в виде локальной
вычислительной сети дает ряд преимуществ:
разделение
ресурсов, которое позволяет экономно
использовать дорогостоящее оборудование,
например, лазерные принтеры, со всех
присоединенных рабочих станций;разделение
данных, которое предоставляет возможность
доступа и управления базами данных и
элементами файловой системы с периферийных
рабочих мест, нуждающихся в информации.
При этом обеспечивается возможность
администрирования доступа пользователей
соответственно уровню их компетенции;разделение
программного обеспечения, которое
предоставляет возможность одновременного
использования централизованных, ранее
установленных программных средств;разделение
ресурсов процессора, при котором
возможно использование вычислительных
мощностей для обработки данных другими
системами, входящими в сеть.
Б)
Особенности организации ЛВС Требования
к ЛВС
Требования
к ЛВС опубликованы в 1981 году комитетом
«802» IEEE в виде стандарта. Эти
требования сформулированы по пяти
различным направлениям:
Общие
требования.Требования
к взаимодействию устройств в сети.Информационные
требования.Требования
к надежности и достоверности.Специальные
требования.
Общие требования
Выполнение
разнообразных функций по передаче
данных, включая пересылку файлов,
поддержку терминалов (в том числе и
скоростных графических), электронную
почту, обмен с внешними запоминающими
устройствами, обработку сообщений,
доступ к файлам и базам данных, передачу
речевых сообщений.<Подключение
большого набора «стандартных» и
специальных устройств, в том числе
больших, малых и ПЭВМ, терминалов,
внешних запоминающих устройств,
алфавитно-цифровых печатающих устройств,
графопостроителей, факсимильных
устройств, аппаратуры контроля и
управления и другого оборудования.Подключение
ранее разработанных и перспективных
устройств с различными программными
средствами, архитектурой, принципами
работы.Доставка
пакетов адресату с высокой достоверностью,
с обеспечением виртуальных соединений
(сеансов) и поддержкой датаграммной
службы.Обеспечение
непосредственной взаимосвязи между
подключенными устройствами без
промежуточного накопления и хранения
информации (возможны промежуточные
функции преобразования потоков или
функции регистрации потока).Простота
монтажа, модификации и расширения сети,
подключение новых устройств и отключение
прежних без нарушения работы сети
длительностью более 1 с, информирование
всех устройств сети об изменении ее
состава.Поддержка
в рамках одной ЛВС не менее 200 устройств
с охватом территории не менее 2 км.
Урок информатики по теме «Локальные компьютерные сети»
Конспект урока № 1 по теме урока:
“Локальные компьютерные сети”
Цели урока: дать представление о назначении и
структуре локальных и глобальных сетей.
Ход урока
I. Введение.
Компьютерная сеть – это объединение
нескольких ЭВМ для совместного решения
информационных, вычислительных, учебных и других
задач.
Сети начали появляться в 1964 году и назывались
терминальные сети. С одной ЭВМ работали
несколько пользователей одновременно. К одной
большой ЭВМ подключалось несколько других.
Основной целью компьютерной сети было: –
максимальное увеличение вычислительной
мощности,
– максимизация машинного времени.
Примеры применения сети:
- В классе школы.
- В кассах продаж билетов дальнего следования.
- Базы и банк данных.
II. Аппаратные средства локальной сети.
Локальная сеть объединяет несколько
компьютеров и позволяет пользователям совместно
использовать ресурсы компьютеров, а также
периферийных устройств (принтеров, плоттеров,
дисков) подключенных к сети.
Компьютерная сеть – комплекс программ и
аппаратных средств, обеспечивающих передачу
данных от одного компьютера к другому.
Первая локальная сеть появилась в 1965 году в США
и называлась Arpanet.
В небольших локальных сетях все компьютеры
обычно равноправны, т.е. пользователи
самостоятельно решают, какие ресурсы своего
компьютера сделать общедоступными по сети. Такие
сети называются одноранговыми.
Для увеличения производительности сети с > 10
компьютерами используют сеть с сервером. Сервер
– это компьютер или программа, выполняющий
функции координации работы отдельных станций и
контроля передачи данных в компьютерных сетях.
Задачей сервера является обеспечение доступа и
разделение данных и аппаратуры в сети.
Для подключения компьютера в сеть, он должен
обладать сетевой платой (адаптером типа EtherNet).
Соединение компьютеров между собой производится
с помощью кабелей различного типа (коаксиальный,
витая пара, оптоволоконный).
Характеристики локальной сети:
- Скорость передачи информации (зависит от
сетевой платы от 10 до 100 Мбит\с). - Помехозащищенность.
- Удобство монтажа.
- Стоимость.
III.
Топология сети.
Общая схема соединения компьютеров в сети
называется топологией сети.
(сервер или хаб) получает и обрабатывает все
данные с периферийных устройств как активный
узел обработки данных. В случае выхода из строя
центральной машины нарушается работа всей сети.
. Рабочие станции связаны
одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция № 1 с
рабочей станцией № 2 и т. д.
. Все компьютеры сети
подключены к общей шине, через которую они могут
обмениваться информацией.
. Существует главный
компьютер, которому подчинены компьютеры
следующего уровня.
IV. Принципы работы локальной сети:
физический канал на то время, когда передается
информация (пример: телефонная сеть). Низкая
нагрузка на сеть, нет второго абонента (занято),
масса помех.
сообщение делится на фрагменты, каждый
передается по сети не зависимо друг от друга.
Существуют узлы, которые направляют пакеты в
нужном направлении. Связь надежная, есть
резервные каналы. Деление информации на
фрагменты и определение пути следования
определяются самой системой.
Терминология по сетям:
- Узел сети – называется один субъект обмена
информацией. - Канал связи – аппаратура, обеспечивающая прием
и передачу сигнала. - Коммутатор – узел сети, обеспечивающий
транзитивную пересылку данных. - Пакет – фрагмент сообщения, т.е. часть
информации, передаваемая по сети как единое
целое. - Протокол – правила приема и передачи
информации. - Коллизия – столкновение нескольких пакетов.
- Браузер – программа, служащая для просмотра WEB
– страниц. - World Wide Web (WWW) – система, объектом которой
является гипертекстовая информация,
предоставляемая компьютерами сети Интернет с
помощью WEB – серверов. - Обратите внимание! В строке Адрес перед
непосредственным адресом сервера указаны
символы: http: //, обозначающие протокол, который
используется при передаче данно
Локальная сеть. Что это? Виды локальных сетей
Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, компьютерный класс, состоящий из 8-12 компьютеров) или в одном здании (несколько десятков компьютеров, установленных в различных кабинетах некоторого учреждения)
Локальная сеть — коммуникационная система, состоящая из нескольких компьютеров, соединенных между собой посредством кабелей (телефонных линий, радиоканалов), позволяющая пользователям совместно использовать ресурсы компьютера: программы, файлы, папки, а также периферийные устройства: принтеры, плоттеры, диски, модемы и т.д.
Виды локальных сетей:
Одноранговая локальная сеть
В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера сделать общедоступными. Такие сети называют одноранговыми.
Одноранговая локальная сеть- сеть поддерживающая равноправие компьютеров и предоставляющая пользователям самостоятельно решать какие ресурсы своего компьютера: папки, файлы, программы сделать общедоступными.
Локальная сеть на основе сервера
Если к локальной сети подключено более 10 компьютеров, одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети, некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе серверов.
Сервер — специальный управляющий компьютер, предназначенный для:
1. хранения данных для всей сети.
2. подключения периферийных устройств;
3. централизованного управления всей сетью;
4. определения маршрутов передачи сообщений.
Техническая поддержка локальной сети
Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь:
1.Сетевой адаптер – специальная плата, предназначенная для передачи и приема информации из сети.
Соединение компьютеров (сетевых адаптеров) между собой производится с помощью кабелей различных типов (коаксиальный, витая пара, оптоволоконный).
2. Кабель – основной канал связи – физическая среда передачи информации. Основная характеристика канала связи – пропускная способность, т.е. максимальная скорость передачи информации (измеряется в бит/сек, килобит/сек, мегабит/сек).
В локальных сетях используются следующие виды каналов связи:
— Витая пара — проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает малой пропускной способностью – менее 1 Мбит/сек. Скручивание позволяет повысить помехоустойчивость кабеля и снизить влияние каждой пары на все остальные.
— Коаксиальный кабель — состоит из центрального проводника (сплошного или многожильного), покрытого слоем полимерного изолятора, поверх которого расположен другой проводник (экран). Экран представляет собой оплетку из медного провода вокруг изолятора или обернутую вокруг изолятора фольгу.
— Витая пара категорий 5, 5e, 6, 6e, 7 проводной канал связи, содержащую пару скрученных проводников, обладает хорошей пропускной способностью – от 100 Мбит/сек. и выше.
— Оптоволоконный кабель — состоит из тонкого стеклянного цилиндра, покрытого оболочкой с другим коэффициентом преломления. Типичная скорость от 10 Гбит/сек и выше.
Существуют и беспроводные локальные сети. В них информация между ПК передается с помощью инфракрасных лучей. Недостаток: наличие помех , создаваемых другими источниками той же частоты, а также сложность защиты данных от несанкционированного доступа, поскольку передаваемые сообщения в таком случае может воспринимать любой приемник, настроенный на ту же частоту.
3. Хаб (коммутатор, концентратор)- специальное устройство, предающее сигналы от одних подключенных к нему компьютеров к другим.
Каждый хаб имеет от 8 до 30 разъемов (портов) для подключения либо компьютера, либо другого хаба. К каждому порту подключается только одно устройство. Хабы являются сердцем системы и во многом определяют ее функциональность и возможности.
Топологии локальных сетей
Топология (структура) локальной сети – конфигурация сети, порядок соединения компьютеров в сети и внешний вид сети.
При помощи кабеля в локальной сети каждый компьютер соединяется с другими компьютерами. Структуру локальной сети можно описать с помощью сетевой информационной модели.
1. Шинная (линейная шина) – вариант соединения компьютеров между собой, когда кабель проходит от одного компьютера к другому, последовательно соединяя компьютеры между собой.
2. Звездная – к каждой рабочей станции подходи отдельный кабель из одного узла — сервера. Сервер обеспечивает централизованное управление всей сетью, определяет маршруты передачи сообщений, подключает периферийные устройства, является хранилищем данных для всей сети.
3.. Кольцевая – все компьютеры связаны в кольцо, и функции сервера распределены между всеми машинами сети. Недостаток: при выходе из строя любой ЭВМ работа сети прерывается.
4. Древовидная (снежинка) — позволяет структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры.
Сетевой протокол. Пакетный протокол
Работой компьютеров в локальной сети управляют программы. Для того чтобы все компьютеры могли понимать друг друга, отправлять друг другу запросы и получат
Локальная сеть | компьютерные технологии
Локальная сеть (LAN) , любая коммуникационная сеть для подключения компьютеров в здании или небольшой группе зданий. ЛВС может быть сконфигурирован как (1) шина, основной канал, к которому узлы или вторичные каналы подключены в разветвленной структуре, (2) кольцо, в котором каждый компьютер соединен с двумя соседними компьютерами для образования замкнутой цепи, или (3) звезда, в которой каждый компьютер напрямую связан с центральным компьютером и только косвенно друг с другом.У каждого из них есть свои преимущества, хотя конфигурация шины стала наиболее распространенной.
локальные сети (LAN) Простые шинные сети, такие как Ethernet, обычно используются в домашних и малых офисных конфигурациях. Самая распространенная кольцевая сеть — это IBM Token Ring, в которой используется «токен», который передается по сети, чтобы контролировать, какое местоположение имеет права на отправку. Звездообразные сети распространены в более крупных коммерческих сетях, поскольку неисправность любого узла обычно не нарушает работу всей сети. Британская энциклопедия, Inc.
Подробнее по этой теме
компьютер: Локальные сети
Локальная сеть s (LAN) соединяет компьютеры в здании или небольшой группе зданий. LAN может быть сконфигурирован как …
Даже если подключены только два компьютера, они должны следовать правилам или протоколам для связи. Например, один может сигнализировать «готов к отправке» и ждать, пока другой сигнализирует «готов к приему».«Когда много компьютеров совместно используют сеть, протокол может включать правило« говорите только тогда, когда ваша очередь »или« не говорите, когда говорит кто-то другой ». Протоколы также должны быть разработаны для обработки сетевых ошибок.
Самым распространенным дизайном ЛВС с середины 1970-х годов был подключенный к шине Ethernet, первоначально разработанный в Xerox PARC. Каждый компьютер или другое устройство в сети Ethernet имеет уникальный 48-битный адрес. Любой компьютер, который хочет передать, слушает несущий сигнал, который указывает на то, что идет передача.Если ничего не обнаруживает, он начинает передачу, отправляя адрес получателя в начале своей передачи. Каждая система в сети получает каждое сообщение, но игнорирует те, которые ей не адресованы. Пока система передает, она также прослушивает и, если обнаруживает одновременную передачу, останавливается, ждет случайное время и повторяет попытку. Случайная задержка перед повторной попыткой снижает вероятность того, что они снова столкнутся. Эта схема известна как множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA / CD).Он работает очень хорошо до тех пор, пока сеть не будет сильно загружена, а затем ухудшается по мере того, как коллизии учащаются.
Первый Ethernet имел пропускную способность около 2 мегабит (миллионы бит) в секунду (Мбит / с), а сегодня широко распространен Ethernet со скоростью 10 и 100 Мбит / с с гигабитами в секунду (миллиарды бит в секунду; Гбит / с) Ethernet также используется. Приемопередатчики (приемопередатчики) Ethernet для персональных компьютеров недороги и легко устанавливаются.
Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня
Стандарт беспроводного Ethernet, известный как Wi-Fi, стал обычным явлением для небольших офисных и домашних сетей. Используя частоты от 2,4 до 5 гигагерц (ГГц), такие сети могут передавать данные со скоростью до 600 Мбит / с. В начале 2002 года был выпущен еще один стандарт, подобный Ethernet. Первая версия, известная как HomePlug, могла передавать данные со скоростью около 8 Мбит / с через существующую инфраструктуру электроснабжения здания. Более поздняя версия могла достигать скорости 1 Гбит / с. Другой стандарт, WiMax, устраняет разрыв между локальными и глобальными сетями (WAN).
.
Локальная сеть — Infogalactic: ядро планетарных знаний
Концептуальная схема локальной сети с использованием 10BASE5 Ethernet
Локальная сеть ( LAN ) — это компьютерная сеть, которая соединяет компьютеры в пределах ограниченного пространства, например жилого дома, школы, лаборатории или офисного здания. [1] Локальная сеть в принципе отличается от глобальной сети (WAN), которая покрывает большее географическое расстояние и может включать в себя арендуемые телекоммуникационные каналы, в то время как среда для LAN управляется локально.
Ethernet по витой паре и Wi-Fi — две наиболее распространенные технологии передачи, используемые в локальных сетях. Исторические технологии включают ARCNET, Token Ring и AppleTalk.
История
Растущий спрос на компьютеры и их использование в университетах и исследовательских лабораториях в конце 1960-х годов вызвал потребность в обеспечении высокоскоростных соединений между компьютерными системами. Отчет 1970 г. из Радиационной лаборатории Лоуренса с подробным описанием роста их сети «Octopus» [2] [3] дал хорошее представление о ситуации.
Cambridge Ring (компьютерная сеть) была разработана в Кембриджском университете в 1974 г. [4] , но так и не стала успешным коммерческим продуктом.
Ethernet был разработан в Xerox PARC в 1973–1975 годах, [5] и зарегистрирован как патент США 4 063 220. В 1976 году, после развертывания системы в PARC, Меткалф и Боггс опубликовали основополагающую статью «Ethernet: распределенная коммутация пакетов для локальных компьютерных сетей». [6]
ARCNET был разработан Datapoint Corporation в 1976 году и анонсирован в 1977 году. [7] Его первая коммерческая установка была установлена в декабре 1977 года в Chase Manhattan Bank в Нью-Йорке. [8]
Развитие стандартов
Развитие и распространение персональных компьютеров, использующих операционную систему CP / M в конце 1970-х годов, а затем системы на основе DOS, начиная с 1981 года, означало, что многие сайты выросли до десятков или даже сотен компьютеров. Первоначальной движущей силой создания сетей, как правило, было совместное использование хранилищ и принтеров, которые в то время были дорогими.Эта концепция вызвала большой энтузиазм, и в течение нескольких лет, примерно с 1983 года, эксперты компьютерной индустрии регулярно объявляли наступающий год «годом ЛВС». [9] [10] [11]
На практике эта концепция была омрачена распространением несовместимых реализаций физического уровня и сетевых протоколов, а также множеством методов совместного использования ресурсов. Как правило, у каждого поставщика есть свой тип сетевой карты, кабеля, протокола и сетевой операционной системы.Решение появилось с появлением Novell NetWare, которое обеспечило беспристрастную поддержку десятков конкурирующих типов карт / кабелей и гораздо более сложную операционную систему, чем у большинства ее конкурентов. Netware доминировал в [12] на рынке ЛВС персональных компьютеров с самого начала после его появления в 1983 году до середины 1990-х, когда Microsoft представила Windows NT Advanced Server и Windows для рабочих групп.
Из конкурентов NetWare только Banyan Vines обладали сопоставимыми техническими возможностями, но Banyan так и не смог получить надежную базу.Microsoft и 3Com работали вместе над созданием простой сетевой операционной системы, которая легла в основу 3Com Share, Microsoft LAN Manager и IBM LAN Server, но ни один из них не был особенно успешным.
В тот же период компьютерные рабочие станции Unix от таких поставщиков, как Sun Microsystems, Hewlett-Packard, Silicon Graphics, Intergraph, NeXT и Apollo, использовали сети на основе TCP / IP. Хотя этот сегмент рынка сейчас значительно сократился, технологии, разработанные в этой области, продолжают оказывать влияние в Интернете и в сетях как Linux, так и Apple Mac OS X, а протокол TCP / IP почти полностью заменил IPX, AppleTalk, NBF, и другие протоколы, используемые ранними ЛВС ПК.
Кабельная проводка
Ранняя разводка LAN-кабелей в основном основывалась на коаксиальных кабелях различных марок. Экранированная витая пара использовалась в реализации IBM Token Ring LAN, но в 1984 году StarLAN продемонстрировала потенциал простой неэкранированной витой пары с помощью кабеля Cat3 — того же простого кабеля, что и для телефонных систем. Это привело к развитию 10Base-T (и его преемников) и структурированной кабельной системы, которая до сих пор остается основой большинства коммерческих локальных сетей.
Волоконно-оптические кабели обычно используются для соединений между коммутаторами, но оптоволоконный кабель к рабочему столу встречается редко.
Беспроводной носитель
Многие локальные сети частично или полностью основаны на беспроводных технологиях. Смартфоны, планшетные компьютеры и ноутбуки обычно имеют встроенную поддержку беспроводной сети. В беспроводной локальной сети пользователи могут неограниченно перемещаться в зоне покрытия. Беспроводные сети стали популярными в жилых домах и на малых предприятиях из-за простоты установки. Гостям часто предлагается доступ в Интернет через точку доступа.
Технические аспекты
Топология сети описывает схему соединений между устройствами и сегментами сети.На уровне канала передачи данных и физическом уровне использовались самые разные топологии LAN, включая кольцо, шину, сеть и звезду, но наиболее распространенной топологией LAN, используемой сегодня, является коммутируемый Ethernet. На более высоких уровнях Internet Protocol Suite (TCP / IP) является стандартом, заменяющим NetBEUI, IPX / SPX, AppleTalk и другие.
Простые локальные сети обычно состоят из одного или нескольких коммутаторов. Коммутатор можно подключить к маршрутизатору, кабельному модему или модему ADSL для доступа в Интернет. Для сложных локальных сетей характерно использование избыточных каналов связи с коммутаторами, использующих протокол связующего дерева для предотвращения образования петель, их способность управлять различными типами трафика с помощью качества обслуживания (QoS) и разделять трафик с виртуальными локальными сетями.ЛВС может включать в себя широкий спектр сетевых устройств, таких как коммутаторы, брандмауэры, маршрутизаторы, балансировщики нагрузки и датчики. [13]
Локальные сети
могут поддерживать соединения с другими локальными сетями через выделенные линии, арендованные услуги или Интернет с использованием технологий виртуальных частных сетей. В зависимости от того, как устанавливаются и защищаются соединения в LAN, а также от расстояния, LAN также может быть классифицирована как городская сеть (MAN) или глобальная сеть (WAN).
См. Также
Список литературы
Внешние ссылки
.
Локальная сеть
Локальная сеть (LAN) — это компьютерная сеть, которая соединяет компьютеры в ограниченном пространстве, таком как дом, школа, компьютерная лаборатория или офисное здание. [1] Определяющие характеристики локальных сетей, в отличие от глобальных сетей (WAN), включают их обычно более высокую скорость передачи данных, меньшую географическую область и отсутствие необходимости в арендованных линиях связи.
ARCNET, Token Ring и другие технологические стандарты использовались в прошлом, но Ethernet по витой паре и Wi-Fi являются двумя наиболее распространенными технологиями, которые в настоящее время используются для построения локальных сетей.
История
Растущий спрос на компьютеры и их использование в университетах и исследовательских лабораториях в конце 1960-х годов вызвал потребность в обеспечении высокоскоростных соединений между компьютерными системами. Отчет 1970 г. из Радиационной лаборатории Лоуренса с подробным описанием роста их сети «Octopus» [2] [3] дал хорошее представление о ситуации.
Cambridge Ring было разработано в Кембриджском университете в 1974 г. [4] , но так и не стало успешным коммерческим продуктом.
Ethernet был разработан в Xerox PARC в 1973–1975 годах, [5] и зарегистрирован как патент США 4,063,220. В 1976 году, после развертывания системы в PARC, Меткалф и Боггс опубликовали основополагающую статью «Ethernet: распределенная коммутация пакетов для локальных компьютерных сетей». [6]
ARCNET был разработан Datapoint Corporation в 1976 году и анонсирован в 1977 году. [7] Первую коммерческую установку он получил в декабре 1977 года в Chase Manhattan Bank в Нью-Йорке. [8]
Развитие стандартов
Развитие и распространение персональных компьютеров, использующих операционную систему CP / M в конце 1970-х годов, а затем системы на основе DOS, начиная с 1981 года, означало, что многие сайты выросли до десятков или даже сотен компьютеров. Первоначальной движущей силой создания сетей, как правило, было совместное использование хранилищ и принтеров, которые в то время были дорогими. Эта концепция вызвала большой энтузиазм, и в течение нескольких лет, примерно с 1983 года, эксперты компьютерной индустрии регулярно объявляли наступающий год «годом ЛВС». [9] [10] [11]
На практике эта концепция была омрачена распространением несовместимых реализаций физического уровня и сетевых протоколов, а также множеством методов совместного использования ресурсов. Как правило, у каждого поставщика есть свой тип сетевой карты, кабеля, протокола и сетевой операционной системы. Решение появилось с появлением Novell NetWare, которое обеспечило беспристрастную поддержку десятков конкурирующих типов карт / кабелей и гораздо более сложную операционную систему, чем у большинства ее конкурентов.Netware доминировал в [12] на рынке ЛВС персональных компьютеров с самого начала после его появления в 1983 году до середины 1990-х годов, когда Microsoft представила Windows NT Advanced Server и Windows для рабочих групп.
Из конкурентов NetWare только Banyan Vines обладали сопоставимыми техническими возможностями, но Banyan так и не смог получить надежную базу. Microsoft и 3Com работали вместе, чтобы создать простую сетевую операционную систему, которая легла в основу 3Com 3+ Share, Microsoft LAN Manager и IBM LAN Server, но ни один из них не был особенно успешным.
В тот же период компьютерные рабочие станции Unix от таких поставщиков, как Sun Microsystems, Hewlett-Packard, Silicon Graphics, Intergraph, NeXT и Apollo, использовали сети на основе TCP / IP. Хотя этот сегмент рынка сейчас значительно сократился, технологии, разработанные в этой области, продолжают оказывать влияние в Интернете и в сетях как Linux, так и Apple Mac OS X, а протокол TCP / IP почти полностью заменил IPX, AppleTalk, NBF, и другие протоколы, используемые ранними ЛВС ПК.
Кабельная проводка
Ранняя прокладка кабелей LAN всегда основывалась на коаксиальных кабелях различных марок. Однако в реализации IBM Token Ring использовалась экранированная витая пара, а в 1984 году StarLAN продемонстрировала потенциал простой неэкранированной витой пары с помощью Cat3 — того же простого кабеля, который используется для телефонных систем. Это привело к развитию 10Base-T (и его преемников) и структурированной кабельной системы, которая до сих пор остается основой большинства коммерческих локальных сетей. Кроме того, в коммерческих приложениях все чаще используются оптоволоконные кабели.
Поскольку кабельная разводка не всегда возможна, беспроводной Wi-Fi в настоящее время является наиболее распространенной технологией в жилых помещениях, так как количество необходимых кабелей минимально, и она хорошо подходит для мобильных ноутбуков и смартфонов.
Технические аспекты
Топология сети описывает схему расположения соединений между устройствами и сегментами сети. Коммутируемый Ethernet в течение некоторого времени был наиболее распространенной реализацией уровня канала передачи данных и физического уровня для локальных сетей. На более высоких уровнях Интернет-протокол (TCP / IP) стал стандартом.Небольшие локальные сети обычно состоят из одного или нескольких коммутаторов, связанных друг с другом, часто по крайней мере один из них подключен к маршрутизатору, кабельному модему или модему ADSL для доступа в Интернет.
Более крупные локальные сети характеризуются использованием избыточных каналов с коммутаторами, использующими протокол связующего дерева для предотвращения образования петель, их способностью управлять разными типами трафика с помощью качества обслуживания (QoS) и разделять трафик с виртуальными локальными сетями. Более крупные локальные сети также содержат широкий спектр сетевых устройств, таких как коммутаторы, брандмауэры, маршрутизаторы, балансировщики нагрузки и датчики. [13]
Локальные сети
могут иметь соединения с другими локальными сетями через выделенные линии, арендованные услуги или туннелирование через Интернет с использованием технологий виртуальных частных сетей. В зависимости от того, как устанавливаются и защищаются соединения в локальной сети, а также от расстояния, локальная сеть также может быть классифицирована как городская сеть (MAN) или глобальная сеть (WAN)
См. Также
Список литературы
Внешние ссылки
.Локальная сеть
— Википедия
Локальная сеть ( LAN ) (на итальянском языке в локале , o в локале ), в информационных и телекоммуникационных системах, в информационных и телекоммуникационных системах, в информатике и в других системах управления компьютером, в автономном режиме и на периферии Che copre un’area limitata, come un’abitazione, una scuola, un’azienda o un complesso di edifici adiacenti [1] [2] . Разница в пределах Wide Area Network (WAN), не в одиночку, для более точного географического расположения, может быть установлена на конечной скорости передачи данных и без использования выделенных цепей для выделенной телефонной линии (выделенная линия ) ).
Si tratta storicamente delle prime typologie di reti informatiche realizzate al mondo per semplicità di realizzazione e costi sostenibili anche da piccoli privati. [3] [4] В пассивном режиме локальная сеть реализует стандартные технологии, включая ARCnet и Token Ring, в сегменте технологий, использующих общий интерфейс Ethernet и Wi-Fi. В азимутальном контексте используется самый простой термин, один из самых значимых элементов сети Intranet.
Требуется стабилизация коллег и высокая скорость работы систем компьютера, инициализированные и появляющиеся, когда нечестивые анни сессанта, nell’ambito Universitario e dei Laboratori di ricerca, приходят свидетельские показания и давали отчет 1970 redatto dal Lawrence Berkeley Национальная лаборатория легкого анализа alla crescita della loro rete Octopus [5] [6] .В 1974 году в Кембриджском университете был реализован проект Cambridge Ring [7] , который не распространяется на коммерческий продукт.
С 1973 по 1975 год, лаборатория Xerox PARC использует протокол Ethernet [8] che fu brevettato negli USA [9] . Роберт Меткалф и Дэвид Боггс, опубликованный в 1976 году, не опубликовали художественное описание Ethernet: распределенная коммутация пакетов для локальных компьютерных сетей [10] [10] .
La tecnologia ARCnet fu sviluppata da Datapoint Corporation nel 1976, annunciata pubblicamente nel 1977 [11] e, a dicembre dello stesso anno, fu realizzata la sua prima installazione commerciale presso la Chase Manhattan Bank di New York [ .
Evoluzione degli standard [изменение | modifica wikitesto]
L’avvento del Personal Computer e la sua rapida diffusione, Favorita verso la fine degli anni setanta dal sistema operativo CP / M ea partire dal 1981 da sistemi di tipo DOS, в большинстве случаев приходит после того, как crescita del numero di computer installati, da alcune dozzine fino anche ad alcune centinaia.La prima forte needità di realizzare collegamenti in rete era legata alla condivisione dei dispositivi di memoria di massa e delle stampanti, che all’epoca erano dispositivi molto costosi, e il concept di LAN acquisì così un notevole interesse tanto, che a partire dal 1983 Все последующие последовательные л’индустрия информатика тендера представляют несколько лет как «ЛАННО ДЕЛЛА ЛАН». [13] [14] [15]
Nella realtà, l’applicazione del Concetto trovava dei seri ostacoli a causa della proliferazione di livelli fisici e di protocolli di comunicazione tra loro inspatibili: di fatto, ogni progni pro Aveva il suo tipo specifico di schede di rete, di cablaggi, di protocolli e di sistema operativo di rete.Una prima soluzione apparve con l’introduzione del sistema Novell NetWare in grado di fornire support per decine di typi di schede e connettori diff e dotato di un sistema operativo molto più sofisticato degli altri esistenti, tanto che mantenne una posizione de de mercato setto Локальная сеть для ПК с исходным кодом [16] после 1983 года, после входа в систему, после того, как Microsoft ввела в систему Windows NT Advanced Server и Windows для рабочих групп.
Tra i sistemi concorrenti di NetWare, Solo Banyan Vines представляет характеристики, связанные с технологией, не может быть объединена с достаточной базой данных, на основе Microsoft e 3. Из Microsoft выйдет LAN Manager, а из IBM — LAN Server, и это будет рискованно. Не существует периодической рабочей станции, созданной для Unix-продуктов Sun Microsystems, Hewlett-Packard, Silicon Graphics, Intergraph, NeXT и Apollo с коллегами, основанными на протоколе TCP / IP, технологиями, которые являются основополагающими для использования в Интернете. Реализация этого компьютера основана на Linux и macOS, а также на основе структуры всех технологий IPX, AppleTalk, NetBIOS и других протоколов для использования основной локальной сети.
Cablaggi [изменение | modifica wikitesto]
Le Prime LAN usavano for i collegamenti different typi di cavi coassiali. IBM для реализации в локальной сети типа Token Ring использует двойное соединение. StarLAN, первая реализация, обеспечивающая скорость передачи 1 Мбит / с [17] , демонстрирует потенциал кабельных каналов, если они не используются, но не основаны на кабине типа Cat3, но не используются для телефонов. Это приложение может подключаться к сети Ethernet 10Base-T [18] и находится в процессе эволюции и в кабинах типов устройств, которые являются всеми базами для различных типов коммерческих сетей LAN.Con l’evoluzione della tecnologia, anche il cablaggio su fibra ottica per le LAN ad alta velocità (10 Gb / s) staumesndo una diffusione crescente.
Dove la cablatura non èñêî »tablet tablet»
Aspetti tecnici [изменение | modifica wikitesto]
В базовом стандарте IEEE 802, используется стандартная модель в локальной сети, а также используется исходная версия модели ISO / OSI, используется физическая информация и прямая связь с данными, предварительная передача данных по каналу передачи данных. функционал управления сетью и межсетевым обменом через LAN [19] .Технологии, которые относятся к этой сети, являются подключаемыми и являются базой коммутации на основе Ethernet в соответствии с установленными параметрами и улучшенными протоколами TCP / IP, являющимися стандартными, состоят из предыдущих реализаций (NetBEUI, IPX / SPX, AppleTalk).
Per quanto riguarda la topologia di rete (schema delle interconnessioni tra i dispositivi), per le LAN vengono usati svariati tipi, sia a livello fisico che di data link, tra cui reti ad anello, collegamenti a bus e a stella e reti magliate.
Dal punto di vista dei dispositivi di rete, una LAN può comprendere, oltre ai computer e all periferiche condivise, dispositivi di instradamento, как коммутатор и маршрутизатор, диспозитивы для билансирования del carico ( балансировка нагрузки ) и dispositivi di s брандмауэр, прокси-сервер и система обнаружения вторжений [20] . Локальная сеть является основной в своем роде на одном или другом коммутаторе, который может быть подключен к маршрутизатору, аналоговому модему или модему ADSL для доступа в Интернет.Сеть LAN лучше всего подходит для работы с коллегами по работе и с использованием всех внутренних переключателей протокола покрывающего дерева для гарантии доступа к цепям (петля , петля ) и восстановления в caso di guasto di un коллега, и для емкости системы в модо различных типов трафика дифференцированного управления и контроля качества обслуживания ( Качество обслуживания , QoS) и разделения трафика VLAN.
Una LAN может работать совместно с другими LAN, используя коллеги или услуги телефонной связи через Интернет, с использованием виртуальной частной сети; Вторая попытка реализовать и исследовать межсетевые соединения и географические удаленные объекты, подключенная к локальной сети, будет подключена к городской сети (MAN) или к глобальной сети (WAN).
Если LAN является управляемым сервером, который выполняет определенные функции управления клиентом, выполняя регистрацию, чтобы получить доступ к серверу, подключенному к серверу.
Reti domestiche [изменение | modifica wikitesto]
Le reti Homehe sono un caso specolare di LAN caratterizzato sia da una destinazione per usi specifici sia da sizesi specific contenute.
В частности, si porta l’esempio dei LAN party; alcuni utenti, generalmente around una dozzina, installano una piccola LAN, in tutto e per tutto uguale all reti LAN, ma con le caratteristiche peculiari di temporaneità e precarietà, per scopi prettamente ludici. ( EN ) Обзор основных компонентов локальной сети (LAN), NetworkBits.net. URL-адрес, адрес 8 апреля 2008 г. .
.