Сети передачи данных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»
Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Ягьяева Л.Т., Молчанов Е.А., Мубаракшин Л.Ф.
В статье подробно описаны понятия системы передачи данных , проводных и беспроводных сетей. Проведен анализ существующих систем передачи данных .
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Ягьяева Л.Т., Молчанов Е.А., Мубаракшин Л.Ф.
Выбор оптимальной технологии подключения к глобальной сети
Распределенная автоматизированная система агентства недвижимости
Распределенная система управления
Высокоскоростные распределенные сети
Модернизация локальной вычислительной сети
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «Сети передачи данных»
Л. Т. Ягьяева, Е. А. Молчанов, Л. Ф. Мубаракшин
СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Ключевые слова: данные, система передачи данных, компьютерные сети.
В статье подробно описаны понятия системы передачи данных, проводных и беспроводных сетей. Проведен анализ существующих систем передачи данных.
Keywords: data, transmission system, computer network.
The article described in detail the concept of a data transmission system, wired and wireless networks. The analysis of existing data systems.
Общие изменения в экономической, социальной и политической жизни, произошедшие за последние годы, вызвали изменение условий развития средств и систем передачи данных.
Система передачи данных — это система, функцией которой является передача данных в пределах одной системы 1Т-инфраструктуры организации, между такими системами, а также обмен информацией со сторонними системами. На первый взгляд такое определение может показаться простым. Однако системы передачи данных имеют огромное значение, причем, как для прочих технических систем, так и для происходящих в организации бизнес-процессов в целом.
Системы передачи данных являются главной технической составляющей
функционирования практически всех крупных и средних предприятий, а также небольших компаний, применяющих современные решения для управления бизнесом.
С каждым годом системы передачи данных все более приобретают роль универсальной среды для передачи информации, как между системными устройствами, так и между конечными пользователями. Но, чем больше универсальность системы, тем более высокие требования к ней предъявляются.
По мере того, как беспроводные сети передачи данных охватывают все большие территории, и увеличивается число их пользователей, существенно возрастает сложность их проектирования и реализации. Прежде всего, это обуславливается мобильностью пользовательских устройств, требующей принципиально новых подходов к вопросам разработки и эксплуатации современных систем связи [1].
Компьютерные сети передачи данных являются результатом информационной революции и в будущем смогут образовать основное средство коммуникации. Всемирная тенденция к объединению компьютеров в сети обусловлена рядом важных причин, таких, как ускорение передачи информационных сообщений,
возможность быстрого обмена информацией между пользователями, получение и передача сообщений не отходя от рабочего места, возможность мгновенного получения любой информации из любой точки земного шара, а также обмен
информацией между компьютерами разных фирм производителей, работающих под разным программным обеспечением.
Преимущества, получаемые при сетевом объединении персональных компьютеров, перечислены ниже.
• Разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы, например, управлять периферийными устройствами, такими, как печатающие устройства, внешние устройства хранения информации, модемы и т.д. со всех подключенных рабочих станций.
• Разделение данных предоставляет возможность доступа и управления базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации.
• Разделение программных средств предоставляет возможность одновременного использования централизованных, ранее установленных программных средств.
• Разделение ресурсов процессора, обеспечивающее использование вычислительных мощностей для обработки данных другими системами, входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на имеющиеся ресурсы не «набрасываются» моментально, а только лишь через специальный процессор, доступный каждой рабочей станции.
• Многопользовательский режим -одновременное использование централизованных прикладных программных средств, обычно заранее установленных на сервере приложения.
Развитие компьютерных сетей сопряжено с развитием вычислительной техники и телекоммуникаций. Компьютерные сети могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.[2]
По типу используемых ЭВМ выделяют «однородные» и «неоднородные» сети.
В неоднородных сетях содержатся программно несовместимые компьютеры (чаще так и бывает на практике).
По территориальному признаку сети делят на:
• Локальные сети (LAN, Local Area Network) объединяют абонентов, расположенных в
пределах небольшой территории, обычно не более 2-2.5 км.
• Локальные компьютерные сети позволят организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам.
• Глобальные сети (WAN, Wide Area Network) объединяют абонентов, расположенных друг от друга на значительных расстояниях: в разных районах города, в разных городах, странах, на разных континентах (например, сеть Интернет).
Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.[3]
По типу функционального взаимодействия:
По функциональному назначению сети делят на:
• Сети хранения данных- (Storage Area Network, SAN) — представляет собой архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных таких, как дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические приводы таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы как локальные.
• Сети хранения данных SAN характеризуются предоставлением так называемых сетевых блочных устройств (обычно посредством протоколов Fibre Channel, ISCSI или AoE), в то время как сетевые (Network Attached Storage, NAS) нацелены на предоставление доступа к хранящимся на их файловой системе данным при помощи сетевой файловой системы).
• Серверные фермы — это ассоциация серверов, соединенных сетью передачи данных и работающих как единое целое. Один из видов серверной фермы определяет мета компьютерная обработка. Во всех случаях рассматриваемая ферма обеспечивает распределенную обработку данных. Она осуществляется в распределенной среде обработки данных.
• Домовые сети — разновидность локальной вычислительной сети, позволяющая пользователям нескольких компьютеров обмениваться данными, играть в сетевые игры и выходить в Интернет, проложенная в пределах одного здания (обычно жилого) или объединяющая несколько близлежащих зданий [4].
По скорости передачи сети делят на:
• низкоскоростные (до 10 Мбит/с)
• среднескоростные (до 100 Мбит/с),
• высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
По типу среды передачи сети делят на:
• Проводные (телефонный провод, коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель).
• Беспроводные (передачей информации по радиоволнам в определенном частотном диапазоне).
В современных бизнес-центрах, производственных помещениях и складах, в настоящее время присутствует огромное количество оргтехники, для которой, как правило, уже создана или должна быть создана инфраструктура. Это локальная вычислительная и телефонная сеть предприятия. Одним из основных требований к данной инфраструктуре, помимо надежности и бесперебойного функционирования, является ее гибкость, а также возможность предоставления широкого спектра сервисов.
Для повышения доступности
информационных ресурсов предприятия (интернет, корпоративный портал, телефонная связь), для получения большей гибкости сети, для мобильности пользователей, а так же для предоставления широкого спектра услуг в тех местах, где традиционные проводные технологии дороги или их использование нецелесообразно. Например: в офисах, снятых в аренду на короткий срок, нет смысла разворачивать проводную сеть, то же самое можно сказать и о выставочных комплексах, где конфигурация сети непредсказуемо меняется с каждым новым проектом и т.д.
Кроме того, для крупных компаний создание беспроводного сегмента локальной сети -это еще и имиджевый ход. Ведь любой посетитель, приехавший в офис, сможет быстро и просто подключиться либо к Интернету, либо, если есть соответствующие права, к части корпоративной сети организации.
Сети Wi-Fi можно легко развернуть в старых зданиях, особенно в исторических памятниках, где прокладка кабелей просто невозможна. Кроме того, во многих случаях укладка фальшполов (под которыми располагаются кабельные системы) затруднительна из-за низких потолков, а короба значительно ухудшают вид помещений, к тому же очень сложно предугадать требования к расположению розеток. Ограничений в данном случае два: проницаемость стен и требуемая пропускная способность. В любом случае перед проектированием беспроводной сети требуется провести обследование на предмет ее применимости в каждом конкретном случае [5].
Таким образом, к основным преимуществам беспроводных сетей можно отнести следующие моменты:
• быстрота развертывания за счет исключения кабельной инфраструктуры;
• простота использования и масштабирования, позволяющая подключать новых пользователей к сети по заранее определенному сценарию;
• возможность повторной установки при переезде в новое здание, что особенно важно для быстро развивающихся компаний;
• экономичность и быстрая окупаемость, за счет сокращения затрат на монтаж кабельной проводки и техническое обслуживание;
• возможность подключения к проводным
В настоящее время беспроводная связь не может полностью заменить проводную, но в некоторых областях может создать ей серьезную конкуренцию. Несомненно, не стоит использовать беспроводные технологии для создания ядра сети или сети хранения данных, но на уровне доступа их используют все чаще. При этом можно выделить следующие серьезные минусы беспроводной связи:[6]
• пока относительно низкая пропускная способность по сравнению с Gigabit Ethernet, ограниченная пропускная способность самих точек доступа,
• ограничения на одновременное использование большого числа точек доступа,
• плохое прохождение сигнала через стены, возможность перехвата данных или незарегистрированного входа, если не использовать дополнительные механизмы обеспечения безопасности.
При принятии решения, какую сеть выбрать — проводную или беспроводную, — в первую очередь следует обратить внимание на такие факторы, как:
• скорость передачи данных;
• стоимость оборудования и аксессуаров;
• совокупная стоимость эксплуатации.
Беспроводная сеть не требует затрат
времени и средств, связанных с выполнением дорогостоящих и трудоемких работ по прокладке кабельной инфраструктуры. Это особенно актуально для небольших или средних офисов, которым необходимо объединить в сеть компьютеры, расположенные на расстоянии не более 100 м от точки доступа. Кроме того, при переезде компании в другое помещение или здание денежные средства, которые могли бы быть потрачены на приобретение и монтаж кабельной проводки, не будут потеряны из-за невозможности ее повторного использования. Конечно, можно демонтировать всю кабельную систему в старом офисе и попытаться ее смонтировать в новом, надеясь тем самым сохранить часть вложенных средств. Однако, скорее всего, время и затраты на демонтаж и повторный
монтаж СКС могут превысить время и затраты на создание новой сети.
• Если оборудуемое помещение или здание имеет сложную структуру, то для изучения применимости беспроводной связи необходимо провести его детальное обследование, и только после этого начинать проектирование сети.
• Добавление нового пользователя в беспроводную сеть не требует слишком больших расходов. С учетом широкого распространения ноутбуков и КПК со встроенными радио интерфейсами подключение пользователей таких устройств к Wi-Fi-сети вообще не потребует расходов на покупку беспроводных карт.[7]
На базе ООО «ЕвросетьРитейл» студентом пятого курса Мубаракшином Л. Ф. кафедры Автоматизированные системы сбора и обработки информации была разработана беспроводная сеть передачи данных. Для реализации проекта использовалось сетевое оборудование компании Cisco. Обоснование выбора модели сетевого оборудования производилось с учетом: технических характеристик, возможности применения и стоимости.
В технической части проекта был разработан вариант построения беспроводной сети передачи данных с установкой трех точек доступа, коммутатора и маршрутизатора.
1. Кузнецов М.А. Современные технологии и стандарты подвижной связи / М.А. Кузнецов, А.Е.Рыжков- СПБ.: Линк, 2006. — 98 с.
2. Олифер В.Г., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. учебник./ В.Г. Олифер. — СПб. Питер, 2001. — 87 с.
3. Щерба В.К. Стандарты вычислительный сетей. / В.К.Щербо. — М.:Кудиц — Образ, 2000. — 272 с.
4. Олифер В.Г. Базовые технологии локальных сетей /
B.Г. Олифер, Н.А. Олифер. — СПб. Питер, 1999. — 358 с.
5. Ягьяева Л.Т., Перухин М.Ю., Обади Абдулфаттах. Высокоскоростные распределенные сети. «Вестник казанского технологического университета» №6, 2013.
6. Ягьяева Л.Т., Перухин М.Ю., Обади Абдулфаттах. Распределенная система управления. «Вестник казанского технологического университета» №9, 2013. С.291-293.
7. Перухин М.Ю., Флакс Д.Б., Абзальдинова Е.В. Модернизация сети передачи данных. Вестник казанского технологического университета» №18, 2012. С.250-251.
© Л. Т. Ягьяева — ст. преп. каф. АССОИ КНИТУ, lenura.t@rambler.ru; Е. А. Молчанов — доц., каф. АССОИ КНИТУ; Л. Ф. Мубаракшин — выпускник каф. АССОИ КНИТУ, ln777@mail.ru
© L. T. Yagyaeva — Senior Lecturer, Kazan National Research University, Department of Control and Automation, Department of automated systems for collecting and processing information, e-mail: lenura.t@ramble.ru; E. A. Molchanov — Assistant Professor, Kazan National Research University, Department of Control and Automation, Department of automated systems for the collection and processing of information; L. F. Mubarakshin — a graduate of the Department of ASFA, KNRTU, ln777@mail.ru/
Сеть передачи данных
Сеть передачи данных предназначена для обеспечения совместного использования вычислительных ресурсов, а также для сбора, распределенной обработки и передачи рассредоточенной информации. Сеть может быть ориентирована на выполнение определённых функций в соответствии с профилем деятельности предприятия.
Сеть передачи данных создается для обеспечения потенциального доступа к любому ресурсу для любого пользователя сети. Качество доступа к ресурсу, как глобальная характеристика функционирования сети передачи данных, может быть описана многими показателями, выбор которых зависит от задач, стоящих перед вычислительной сетью.
Производительность сети передачи данных как системы, обслуживающей пользователей, может оцениваться общим количеством информационно-вычислительных работ, которые выполняют все устройства, входящие в её состав.
Сетевое оборудование, входящее в состав сети передачи данных, не является постоянным и определяется на стадии проектирования.
Цель проектирования сети состоит в том, чтобы на основании характеристик функционирующего объекта выбрать состав технических устройств, средств связи, структуру и организацию вычислительной сети, которые выполняли бы основные требования к качеству информационного обеспечения при заданных ограничениях на затраты. Выбор архитектуры сети передачи данных, класса активного сетевого оборудования зависит от устанавливаемого уровня отказоустойчивости.
Универсальная кабельная система сети передачи данных соответствует требованиям международного стандарта ISO/IEC 11801 «Универсальные кабельные системы зданий и прилегающей территории Заказчика» и ТКП 45-4.04-27-2006 «Устройства связи и диспетчеризации инженерного оборудования жилых и общественных зданий». На стадии проектирования определяются способы прокладки кабелей и среды передачи данных.
СП «Бевалекс» ООО проектирует сети передачи данных в соответствии с действующими ГОСТ, нормами и правилами. При проектировании сетей передачи данных компания ориентируется на сертифицированное в РБ оборудование ведущих производителей (HP, Cisco и др.).
Сеть передачи данных
Основные показатели
— производительность;
— отказоустойчивость;
— надежность;
— управляемость;
— расширяемость;
— стоимость.
Состав сети передачи данных
— универсальная кабельная система (включая коммуникационные узлы со шкафами, коммутационными панелями, организаторами кабелей и т.д.);
— активное сетевое оборудование (включая программное обеспечение управления и контроля).
Фазы создания сети передачи данных
— обследование и формирование требований пользователя к системе;
— разработка и утверждение технического задания;
— эскизный проект (разработка предварительных проектных решений, пояснительной записки и локальной сметы);
— технический проект (разработка готовых проектных решений, документации на систему и ее части, а также разработка и оформление документации на поставку оборудования для комплектования системы);
— ввод в действие (подготовка объектов автоматизации к вводу системы в действие, подготовка и обучение персонала, комплектация системы поставляемым оборудованием, строительно-монтажные работы, пусконаладочные работы, проведение опытных испытаний, проведение опытной эксплуатации, проведение приемочных испытаний);
— сопровождение системы (выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами, послегаран-тийное обслуживание).
Сети передачи данных
Проектирование, монтаж, настройка и сопровождение любых сетей передачи данных.
Об услуге
Успешное функционирование современной компании напрямую зависит от доступности и актуальности информации, обеспечивающей технологические и бизнес-процессы. Основой для внедрения новых сервисов, позволяющих более эффективно организовать работу сотрудников различных служб, выступают сети передачи данных.
Сети передачи данных представляет собой единую информационную систему компании, благодаря которой появляется возможность совместно использовать сетевые ресурсы, а также обеспечивать работу необходимых приложений, таких как сетевые базы данных, файловый обмен, электронная почта, IP-телефония, видеоконференцсвязь и т.д.
Виды сетей передачи данных
Локальная вычислительная сеть (ЛВС)
Компьютерная сеть, это физическое и логическое объединение множества компьютеров с целью совместного использования всех ресурсов этой сети. ЛВС обычно покрывают относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий.
Сети беспроводного доступа (Wi-Fi)
Вычислительные сети, полностью соответствующие стандартам для обычных проводных сетей (например, Ethernet), без использования кабельной проводки. В качестве носителя информации в таких сетях выступают радиоволны СВЧ-диапазона.
Корпоративная сеть передачи данных (КСПД)
КСПД позволяют организовать внутреннюю защищенную сеть передачи данных, обеспечить транспорт для территориально распределенных бизнес-приложений: баз данных, информационных порталов, электронной почты, традиционного файлового обмена, IP-телефонии, видеоко
Зачем и как создавать сети передачи данных
Постоянная передача данных из одного места в другое – залог стабильности жизни людей и функционирования бизнеса. При помощи сети вы читаете эту статью, можете поздравить с праздником человека из другого города или страны, а если вы находитесь на орбите внутри космической станции – сможете связаться с командой и родными. В текущей статье мы расскажем про разные подходы в создании сетей, покрывающих большие расстояния (Wide Area Network, WAN) и обсудим отличия подобных сетей от локальных (Local Area Network, LAN).
Для начала важно сказать, что главное отличие – это масштабы сетей:
· Сеть LAN предназначена для связи устройств в пределах одной локации и обслуживает обычно несколько десятков, сотен или иногда тысяч устройств. Это может быть сеть из умного чайника, розетки, телевизора или колонки с Алисой, а также других устройств вашего умного дома. По технологиям LAN часто выстроены связи в компьютерных клубах (помните такие?), общежитиях университетов и иногда даже целых ЖК, где есть общая локальная сеть для обмена файлами. Конечно же, отдельные офисы компании внутри тоже обеспечивают связь своих устройств в единую локальную сеть.
· WAN сеть спроектирована уже так, чтобы соединить множество LAN и обеспечить обслуживание миллионов устройств. Подобные сети часто охватывают большие географические расстояния и могут соединять компьютеры и другие устройства, находящиеся в тысячах километров друг от друга. Глобальная сеть Интернет устроена именно так.
Оба типа сетей позволяют организовать передачу данных из одной точки в другую, а из-за отличий в масштабе и географии для этого применяют разные технологии и подходы и получают различные свойства, о которых поговорим далее.
· Латентность (задержка сигнала) в LAN-сетях меньше, чем в WAN.
Передача данных иногда кажется мгновенной, иногда тянется вечность. Чем больше расстояния между станциями метро, городами и странами, тем дольше занимает дорога из одного места в другое – все логично не только для путешествий, но и для обмена данными в сетях обоих видов. От скорости трафика и задержки между отправкой сигнала и получением ответа иногда зависят не только удобство общения или стабильность приложения, но и прибыль. Так, например, при торговле на бирже, получая ответы от трейдеров на доли секунды быстрее конкурентов, можно выстроить целый бизнес, как в фильме «Операции Колибри» 2018 года.
· Стоимость передачи данных и построения инфраструктуры для локальных сетей также ниже, чем для сетей широкой географии.
Связано это с простотой в обслуживании и применении локального оборудования. Так, LAN-сети часто бюджетируются по CAPEX модели, а для WAN особо широкой географии скорее всего будут дополнительно применимы OPEX-затраты (оплата услуг провайдера и сопутствующие расходы на обслуживание), помимо значительных инвестиций в само оборудование.
· Безопасность сетей организована по-разному: физически защитить LAN-сеть в пределах помещения конечно же проще, чем WAN-кабели, которые тянутся через всю страну и не наблюдаются в режиме 24х7. Несмотря на это, злоумышленник при получении доступа в одну точку локальной инфраструктуры может достаточно быстро подключиться ко всему остальному. Он может воспользоваться простотой пароля от вашего домашнего Wi-Fi-роутера, а затем не просто выйти в интернет (чтобы посмотреть видео на YouTube), но и изменить параметры самого роутера, подключиться к незащищённым устройствам умного дома, войти в единую сеть с персональными компьютерами и т.д.
Несмотря на масштаб LAN-сети и кажущуюся простоту его защиты, несоблюдение базовых правил кибергигиены может сделать локальную сеть менее безопасной. WAN сети, в свою очередь, позволяют организовать безопасность для веб-приложений и защиту от DDoS-атак, поскольку фильтровать данные на центральных углах по всему миру – эффективнее, чем на каждом сайте в отдельности, о чем мы уже рассказывали тут и тут.
· Проприетарность и организация сетей двух типов также отличается. LAN-сети обычно не просто географически ограничены одним помещением или зданием, но и поддерживаются кем-то одним, в то время как работа WAN-сетей обычно требует подключения не только технического администратора, но архитектора, аналитика, провайдера услуг связи и в целом организована сложнее.
Сравнить проприетарность двух сетей можно с операционными системами для смартфонов:
Apple предлагает использовать iPhone и самостоятельно поддерживает единственную операционную систему, используемую только на этих устройствах. В результате получается плавная, хорошо организованная работа системы, невозможная для применения в устройствах вне экосистемы Apple. Высокая проприетарность технологии делает её проще в эксплуатации, но сложнее в кастомизации и внесении изменений.
С другой стороны, есть вендоры Microsoft или Google, операционные системы которых поддерживаются почти всеми производителями, используются на устройствах различных видов, от умных часов и телевизоров до смартфонов, банкоматов и компьютеров. В системы этих производителей более просто добавить собственный функционал, а иногда можно и вовсе использовать открытый исходный код и создать собственную систему. В результате получаем более высокую гибкость за счёт меньшей проприетарности.
В этом сравнении LAN-сети больше похожи на iOS, а WAN – на Android (сравнение не самое точное, но достаточно близкое): единственный провайдер и простота с одной стороны и адаптивность, возможность объединения чего угодно в единую сеть – с другой.
· Технологии и организация связи для LAN-сетей более скоростные и надёжные. Это обычно Ethernet, Wi-Fi и гигабитные коммутаторы. WAN часто требует использования различных технологий и протоколов, чтобы обеспечить передачу данных на большие расстояния. Это может включать в себя использование Интернета, MPLS (MultiProtocol Label Switching), сотовых сетей и других технологий.
Сравнить эти подходы можно с электромагнитными волнами: одна вышка радио или телевидения способна вещать на целый город и передавать музыку и видео сквозь стены, здания и небольшие преграды. Технология Bluetooth также передаёт данные без проводов, но работает лучше и шустрее в пределах небольшого расстояния.
LAN и WAN сети, конечно, отличаются друг от друга скоростью передачи данных и задержкой сигнала, безопасностью и стоимостью использования, но не являются конкурентами. Для каждой сети – свои задачи. Применение обеих технологий возможно обычно в компаниях с несколькими офисами или для организации бесперебойной видеосвязи по сети Интернет. LAN обычно ориентирован на такие сервисы, как обмен файлами большого объема, печать, видеоконференции и общее хранилище документов в одной локации, а WAN-сети обеспечивают возможность соединения нескольких LAN и масштабируют сервисы на большие расстояния, включая удалённый доступ, облачные вычисления, глобальный обмен данными в интернете и др