КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ. Локальные и глобальные сети

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят на типы по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть. И для этого как бы есть веские причины, так как отличия технологий локальных и глобальных сетей очень значительны, несмотря на их постоянное сближение. При рассмотрении всех этих признаков забывают о главном отличии LAN и WAN: LAN - это сети с четко определенным, ограниченным числом узлов и заранее определенным кругом пользователей - клиентов, являющихся участниками деятельности организации, которой принадлежит LAN. WAN - никак не ограничена кругом своих участников. Современные LAN могут охватывать целые континенты при удаленной работе участников одной организации, используя различные туннельные протоколы. В отличие от этого WAN - широковещательная сеть неопределенного круга пользователей, не обязательно находящихся далеко друг от друга, но часто объединяющая локальные социумы, имеющие тесные связи, а возможности возможности расширения ограничены не техническими свойствами сети, а социальной значимостью информации (к примеру, местным языком).

Однако, всё-таки приведем определения, принятые в информатике вопреки логике.

Локальные сети, Local Area Networks, LAN - корпоративные сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за коротких расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с. В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line.

Глобальные сети, Wide Area Networks, WAN - сети, объединяющие территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто использовались уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети строились на основе телефонных каналов общего назначения, сегодня повсеместно заменяемые оптоволоконными линиями высокой пропускной способности. Для устойчивой передачи дискретных данных по разнородным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, характерных для локальных сетей. Как правило, здесь применяются сложные процедуры уплотнения, контроля и восстановления данных.

Страновые сети, Country Area Network, CAN - сети, объединяющие компьютеры на территории данной страны и отделенные от остального Интернета специальным шлюзом, а также снабженные дублирующими серверами DNS, позволяющими работать этой сети при отключении от Глобальной сети, к примеру, во время международного конфликта или защиты от компьютерно-вирусной пандемии, а также для фильтрации вредоносного контента, поступающего извне. CAN имеют страны с передовой организацией национальной информационной защиты, такие, как Китай, Казахстан и Иран. Инфраструктуру CAN начала строить Россия (2014) и некоторые другие страны, что дается с трудом, так как встречает сопротивление со стороны реального хозяина Интернет - США (его спецслужб АНБ, ЦРУ и др.).

Городские сети, сети мегаполисов, Metropolitan Area Networks, MAN - подсети WAN, появившиеся сравнительно недавно. Они предназначены для обслуживания территории крупного города - мегаполиса. В то время как локальные сети наилучшим образом подходят для разделения ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а глобальные сети обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью и небогатым набором услуг, сети мегаполисов занимают некоторое промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу цифрового телевидения, голоса, текста и сигналов телематического управления и сбора информации (видеонаблюдения и пр.).

“Классические” локальные сети обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых топологий, определяющих способ подключения станций и длину линии. При использовании многих базовых топологий характеристики сети резко ухудшаются при достижении определенного предела по количеству узлов или протяженности линий связи. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

Области применения локальных и глобальных сетей

Телематика: телетекст и видеотекст

В узком (и устаревшем) значении термин “телематика” применяется для определения двух широких классов услуг, предоставляемых локальными и глобальными сетями - телетекст и видеотекст. Реально телематика есть наука и технология удаленного наблюдения и управления различными информационными и физическими процессами и объектами, реализованными, к примеру, в виде SCADA-систем.

Технология телетекста использует обычные системы широковещательного телевидения для того, чтобы передавать покадрово информацию на терминалы пользователей. В условиях телетекста страница текста остается на экране до того, как будет циклически замещена следующей страницей, либо до указания пользователя. Вид услуги “телетекст” относится к самым ранним формам взаимодействия пользователя с удаленной ЭВМ. Для телетекста не требуется дополнительного канала телевидения. Он использует уже существующий.

В отличие от телетекста, видеотекст предполагает двустороннее взаимодействие между пользователем и источником информации. Для обеспечения видеотекста необходимы модемы и коммутируемые телефонные сети (или коммуникационная подсеть).

"Бытовая" телематика обеспечивает следующие виды услуг:

Функции 1, 2, 3 – обеспечиваются телетекстом, а функции 4, 5, 6, 7 - видеотекстом.

Реальная сфера телематики куда шире, включающая как производственные и экономические, так и военно-политические применения (см. курс "Телематика")

Электронная почта

Электронная почта (ЭП) является одной из наиболее широко распространенных услуг, предоставляемых пользователям глобальной вычислительной сети. ЭП имеет ряд преимуществ:

При помощи электронной почты можно пересылать тексты, изображения, звуки. Вся указанная корреспонденция хранится в информационных банках. Это позволяет в любое необходимое время осуществлять поиск, подборку и просмотр полученных при помощи почты документов.

Основные функции, выполняемые ЭП, сводятся к следующим:

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.