Классификация компьютерных сетей

На сегодняшний день нет общепризнанной таксономии сетей. Для классификации компьютерных сетей используются разные признаки, основными из которых являются признаки структурной и функциональной организации.

По технологии передачи данных можно выделить:

• Сети типа вещание – имеют единый канал передачи данных, который используют все компьютеры сети. Пакет, отправленный определенному узлу, получают все узлы в сети.

В определенном поле пакета указан адрес получателя. Компьютер, обнаруживший в данном поле свой адрес, приступает к обработке этого пакета. Если в этом поле указан другой адрес, компьютер просто игнорирует этот пакет. Существует режим широкого вещания (один пакет адресуется всем узлам в сети) и режим группового вещания (один пакет получают компьютеры, принадлежащие к определенной группе в сети).

Вещательные сети по методам выделения канала делятся на:

• Статические сети (применяется повременное разделение канала между узлами; недостатком метода является то, что если компьютер ничего не передает, канал простаивает);
• Динамические сети (используют централизованные и распределенные механизмы выделения канала по запросу).
  Вещательные сети используются на географически небольших территориях.
• Сети «точка-точка» (point-to-point) соединяют каждую пару машин индивидуальным каналом. Прежде, чем пакет достигнет адресата, он проходит через несколько промежуточных узлов. В этих сетях возникает потребность в маршрутизации пакетов, от эффективности которой зависит скорость доставки сообщений и распределение нагрузки в сети.

Сети «точка-точка» используются для построения крупных сетей, охватывающих большие регионы.

По масштабу сети можно выделить:

• Персональная сеть (PAN, Personal Area Network) – сеть, предназначенная для взаимодействия различных устройств, принадлежащих одному владельцу. Данные сети призваны объединять все персональные электронные устройства пользователя (телефоны, КПК, смартфоны, ноутбуки, гарнитуры, медиаплееры и т.п.).
  К основным стандартам таких сетей в настоящее время относят Bluetooth, Wi-Fi.

Параметры PAN:

1. Малое число абонентов.
2. Некритичность к наработке на отказ.
3. Все устройства входящую в PAN-сеть можно контролировать.
4. Узкий радиус действия.

Сеть контроллеров (CAN, Controller Area Network ) — стандарт промышленной сети, ориентированный, прежде всего, на объединение в единую сеть различных контроллеров, исполнительных устройств и датчиков.

Локальная сеть (LAN, Local Area Network) – сеть, имеющая небольшой размер и замкнутую инфраструктуру, основное назначение которой состоит в объединении пользователей (как правило, одной компании или организации) для совместной работы.

Сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим образом:

1. Используемая технология передачи данных – вещание.
2. Основные стандарты – Ethernet, Wi-Fi.
3. Высокая скорость передачи информации – 10 Мбит/с–1 Гбит/с (теоретически, согласно стандартам, до 100 Гбит/с), большая пропускная способность сети.
4. Высококачественные каналы связи, обеспечивающие низкий уровень ошибок передачи.
5. Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом данными по сети.
6. Ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.
7. Закрытый тип сети, доступ к которой разрешен только ограниченному кругу пользователей.

Городская сеть (MAN, Metropolitan Area Network) – сеть между учреждениями в пределах одного или нескольких городов, связывающие много локальных вычислительных сетей. Как правило, поддерживают передачу данных в голосовом формате. Иногда объединяется с кабельной ТВ-сетью. Скорость – 10-100 Мб/с. Протяженность – от нескольких километров до сотен километров.

Глобальная вычислительная сеть (WAN, Wide Area Network) – сеть, охватывающая крупные географические области – страны, континенты. Включает в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства.

Глобальные сети являются открытыми и ориентированы на обслуживание любых пользователей. Работают на относительно низких скоростях (до 3 Мбит/с) и могут вносить значительные задержки в передачу информации. Пример возможности организации WAN – сети с коммутацией пакетов (Frame relay), через которую могут взаимодействовать между собой различные компьютерные сети.

По типу используемых компьютеров можно выделить:

• гомогенные (однородные) сети, содержащие программно совместимые ПК;
• гетерогенные (неоднородные) сети, включающие программно несовместимые ПК.

По скорости передачи можно выделить:

• низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
•  среднескоростные (до 100 Мбит/с),
•  высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);

По типу среды передачи можно выделить:

• проводные (использующие в качестве среды передачи телефонный кабель, коаксиальный кабель, витую пару, оптоволоконный кабель);
• беспроводные (использующие Wi-Fi, радиоканалы, инфракрасный диапазон).

По типу функционального взаимодействия ПК можно выделить:

• Клиент-сервер – сетевая архитектура, в которой устройства являются либо клиентами (front end), либо серверами (back end). Клиентом является запрашивающая машина (обычно ПК), сервером — машина, которая отвечает на запрос.

Термины клиент и сервер могут применяться к физическим устройствам и к программному обеспечению.

• Одноранговые сети (P2P, Peer-to-Peer Network – «равный к равному») – сетевая архитектура, основанная на равноправии участников. В таких сетях отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером.

В отличие от архитектуры клиент-сервер, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов.

• Смешанные (гибридные) сети – сетевая архитектура, в которой выделены сервера для координации работы, поиска или предоставления информации о существующих машинах сети и их статусе (on-line, off-line и т. д.).

Гибридные сети сочетают скорость централизованных сетей и надёжность децентрализованных благодаря гибридным схемам с независимыми индексационными серверами, синхронизирующими информацию между собой. При выходе из строя одного или нескольких серверов, сеть продолжает функционировать.

По функциональному назначению можно выделить:

• Сеть передачи данных – самый распространенный вид сетей, предназначенный для качественной передачи данных между удаленными узлами сети.
• Сети хранения данных (англ. Storage Area Network) (SAN) –архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как дисковые массивы, оптические накопители к серверам, таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы, как локальные. Основное назначение данного вида сетей – совместное использование устройств хранения данных различными пользователями.
• Серверные фермы – ассоциация серверов, соединенных сетью передачи данных и работающих как единое целое.

Основное назначение данного вида сетей – обеспечение распределенной обработки данных. Серверная ферма является ядром крупного центра обработки данных.

• Сети SOHO (англ. Small Office, Home Office) – сети, не предназначенные для производственных нагрузок и применяемые для домашнего использования.

Сеть обычно представлена одним кабинетом или комнатой. В сети используются сетевые коммутаторы Ethernet или повторители, или беспроводная сеть Wi-Fi.

По типу сетевой топологии можно выделить:

• сети топологии «шина»;
• сети топологии «звезда»;
• сети топологии «дерево»;
• сети топологии «кольцо»;
• сети топологии «решетка»;
• сети полносвязной топологии;
• сети смешанной топологии.