Комп’ютерні мережі

КОМПʼЮ́ТЕРНІ МЕРЕ́ЖІ — система звʼязку між двома чи більше компʼютерами різного функціонального при­значе­н­ня через кабельне або повітряне середовище. Нині найважливішим за­стосува­н­ням компʼютерів є по­єд­на­н­ня їх у мережі, що забезпечують єдиний інформ. про­­стір для багатьох користувачів. Особливо наочно цей процес простежується на прикладі все­світ. компʼютер. мережі Інтернет. Для пере­дава­н­ня інформації ви­­користовують мережеве устаткува­н­ня та різні види електрич. сигналів або електромагніт. ви­промінюва­н­ня. Середовищами пере­дава­н­ня у К. м. можуть бути телефон­ні, спец. мережеві коаксіал. та волокон­но-оптичні ка­белі, виті пари, радіохвилі, світл. сигнали. К. м. забезпечують ко­­ристувачів засобами обміну інформацією та колектив. викори­ста­н­ня ресурсів мережі: апарат., про­грам. та інформаційних. Вони при­значені для простого, зруч. і надій. до­ступу користувача до спіл. роз­поділених ресурсів мережі та організації їхнього колектив. викори­ста­н­ня з надій. захистом від несанкціонов. до­ступу, а також забезпече­н­ня пере­дава­н­ня даних між користувачами мережі зруч. і надій. засобами. За допомогою К. м. ці про­блеми вирішуються незалежно від територіал. роз­ташува­н­ня користувачів. У епоху заг. інформатизації великі обсяги інформації зберігають, оброб­ля­ють та пере­дають в локал. і глобал. К. м. У локал. мережах ство­рюють спіл. бази даних для роботи користувачів. У глобал. ме­режах формують єдиний наук., екон., соц. і культур. інформ. про­стір. Існує без­ліч про­блем, для виріше­н­ня яких потрібні централіз. дані, до­ступ до баз даних, пере­дава­н­ня даних на від­стань та їхнє роз­поділене обробле­н­ня. К. м. необхідні для роботи банків. й ін. фінанс. струк­тур, податк. служб, закладів соц. забезпече­н­ня, ди­станц. компʼю­тер. на­вча­н­ня та мед. діагностики, резервува­н­ня авіаквитків тощо. Обʼ­єд­на­н­ня компʼютерів у мережу дає змогу спільно використовувати диски великої ємності, принтери, осн. памʼять, мати спіл. про­грамні засоби та дані. Глобал. мережами можливий до­ступ до апарат. ресурсів від­далених компʼютерів. Вони, охоплюючи міль­йони людей, повністю змінили процес пере­дава­н­ня та сприйня­т­тя інформації, зробили обмін нею через електрон­ну пошту найпоширенішою послугою мережі.

Компʼютери під­ключають до ме­режі через вузли комутації, які зʼ­єд­нують між собою ка­налами звʼязку. Вузли комутації разом з ка­налами звʼязку утворюють середовище пере­дава­н­ня даних. Компʼютери, під­ключені до мережі, називають вузлами, або­нент. пунктами або робочими станціями; компʼютери, що виконують функції керува­н­ня мережею чи надають будь-які мережеві послуги, — серверами; компʼютери, що використовують послуги серверів, — клієнтами. Кожен компʼютер, під­ключений до мережі, має імʼя (адресу). К. м. можуть обмінюватися між собою інформацією у ви­гляді пові­домлень (лист, про­­грама, книга тощо). У заг. випадках пові­домле­н­ня шляхом до абонента-одержувача проходить декілька вузлів комутації, кожний з яких, аналізуючи адресу одержувача в пові­дом­лен­ні та володіючи інформацією про конфігурацію мережі, вибирає канал звʼязку для на­ступ. пере­сила­н­ня пові­дом­лен­ня. Таким чином, пові­дом­ле­н­ня «подорожує» мережею, поки не досягає абонента-одержувача. Найістотнішими ознаками, що ви­значають тип мережі, є ступінь територіал. роз­середже­н­ня, топологія та за­стосовані методи комутації. Топологія мережі — це її геом. форма або фіз. роз­ташува­н­ня компʼютерів від­носно один одного. Типи топологій: зір­ка, кільце, шина, дерево, комбінована. Мережа у ви­гляді зірки містить центр. вузол комутації, до якого посилаються всі пові­домле­н­ня з вузлів. Мережа у ви­гляді кільця має замк­нений канал пере­дава­н­ня даних в одному напрямку. У кільцевій топології вузли, зʼ­єд­нуючись послідовно один з одним, утворю­ють кільце. Дані мережею пере­даються від вузла до вузла. Пере­дава­н­ня інформації з кільця здійснюється тільки в одному напрямку, напр., за годин­ник. стрілкою. Така мережа проста у керуван­ні, однак її надійність цілком залежить від надійності центр. вузла. У мережі з деревоподіб. чи ієрархіч. топологією кожен вузол звʼязаний з одним вищепо­ставленим керуючим вуз­лом і одним чи кількома нижчепо­ставленими керов. вузлами. Наз­ва такої топології повʼязана з тим, що нагадує дерево, гілки якого ростуть з кореня вниз до найнижчого рівня. Топологія де­­ревоподіб. мережі найчастіше від­ображає ієрархічну організац. структуру установи, у рамках якої вона створена. Її осн. пере­ваги: простота керува­н­ня, значна роз­ширюваність. Інфор­мація пере­дається послідовно між адаптерами робочих станцій доти, доки не буде прий­ня­та отримувачем. Топологія ши­на використовує як канал для пере­дава­н­ня даних коак­сіал. кабель. У мережі з такою топологією усі компʼютери під­ʼ­єд­ну­ють без­посередньо до шини, дані пере­дають в обох напрямах одночасно. Локал. мережі по­єд­нують компʼютери, роз­таш. недалеко один від одного. Для пере­дава­н­ня інформації використовують високошвидкіс. канал, швидкість у якому при­близ­но така сама, як швидкість внутр. шини компʼютера. Найві­доміші типи локал. мереж: Ethernet і Token Ring. Регіон. обчислюв. мережі роз­таш. у межах ви­значеного територіал. регіону (гру­пи під­приємств, міста, області і так далі). Такі мережі мають багато спільного з локал. мережами, але вони за багатьма параметрами більш складні та комплексні. Під­тримуючи великі від­стані, вони можуть використовуватися для обʼ­єд­на­н­ня кількох локал. мереж в інтегров. мережеву систему. Глобал. обчислюв. системи охоплюють те­риторію держави чи кількох дер­жав і видовжуються на сотні та тисячі кілометрів, часто зʼєд­ну­ють багато локал. і ре­гіон. мереж. Порівняно з локальними більшість глобал. мереж вирізняє повіл. швидкість пере­дава­н­ня та менша надійність. Найві­домішою глобал. мережею є Інтернет.

Нова модель, здатна виконувати складні обчисле­н­ня шляхом викори­ста­н­ня багатьох компʼю­те­рів, під­ʼ­єд­наних до мережі, які моделюють арх-ру віртуал. ком­пʼютера, здатного роз­поділяти задачі викона­н­ня процесу в паралел. інфра­структурі, — Ґрід-мережа. Ґріди дають можливість виконувати обчисле­н­ня з великими обʼємами даних шля­хом їхнього роз­діле­н­ня на менші частини. За допомогою них можна виконанти набагато біль­ше паралел. обчислень, ніж на окремому компʼютері унаслідок роз­діле­н­ня задач між процесами. Нині роз­міще­н­ня ресурсів у Ґрід виконують від­повід­но до SLA (угод на рівні послуг). Ґрід-мережі набули пошире­н­ня й в Україні. Нац. тех. університет України «Київ. політех. ін­ститут» створив нац. Ґрід-мережу та інтегрував її у загальноєвропейську. Пізніше Міністерство освіти і науки України та НАНУ реалізували нац. Ґрід-про­­граму КМ України, а Ін­ститут теор. фізики НАНУ та Обчислюв. центр Київ. університету — Ґрід-платформу. В остан­ні роки стали одним з осн. трендів роз­витку IT-технологій хмарні сервіси, які до­зволяють пере­нести обчислюв. ресурси та дані на від­далені інтернет-сервери, тобто компʼютерні об­­числе­н­ня можуть надавати як комунал. послугам. Роз­по­всюдже­н­ня мереж із високою потужністю, низька вартість ком­­пʼютерів і при­строїв зберіга­н­ня даних, а також широке впровадже­н­ня віртуалізації, сервіс-орі­­єнтов. архітектури при­звели до величез. зро­ста­н­ня хмар. обчислень. Кінцеві користувачі можуть не пере­йматися роботою устат­кува­н­ня технол. інфра­структури «в хмарі», яка їх під­тримує. Провайдери хмар. рішень до­зволяють орендувати через Інтернет обчислюв. потужності та диск. про­стір. Пере­ваги такого під­ходу: до­ступність (користувач платить лише за ті ресурси, які йому потрібні) та можливість гнучкого мас­штабува­н­ня. Клієнти по­збавляються від необхідності створювати та під­тримувати власну обчислюв. ін­­фра­структуру. За оцінками екс­пертів, викори­ста­н­ня хмар. тех­нологій у багатьох випадках до­­зволяє скоротити витрати в два-три рази порівняно з утрима­н­ням влас. роз­виненої IT-струк­тури. «Хмара» від­криває новий під­хід до обчислень, при якому ані устаткува­н­ня, ані про­грамне забезпече­н­ня не належать під­приємству. Замість цього провай­дер надає замовнику вже готовий сервіс. Одним із перших широкодо­ступ. хмар. інтернет-сервісів стала електрон­на пошта з веб-інтерфейсом. У цьому випадку всі дані зберігають на від­далених серверах, а користувач отримує до­ступ до своїх листів через браузер з будь-якого компʼютера або до­статньо потуж. мобіл. при­строю.

Завантажити статтю