Комп’ютерні мережі

КОМП’Ю́ТЕРНІ МЕРЕ́ЖІ – система зв’язку між двома чи більше комп’ютерами різного функціонального призначення через кабельне або повітряне середовище. Нині найважливішим застосуванням комп’ютерів є поєднання їх у мережі, що забезпечують єдиний інформ. про­стір для багатьох користувачів. Особливо наочно цей процес простежується на прикладі все­світ. комп’ютер. 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. комп’ю­тер. навчання та мед. діагностики, резервування авіаквитків тощо. Об’єднання комп’ютерів у мережу дає змогу спільно використовувати диски великої ємності, принтери, осн. пам’ять, мати спіл. програмні засоби та дані. Глобал. мережами можливий доступ до апарат. ресурсів віддалених комп’ютерів. Вони, охоплюючи мільйони людей, повністю змінили процес передавання та сприйняття інформації, зробили обмін нею через електронну пошту найпоширенішою послугою мережі.

Комп’ютери підключають до ме­режі через вузли комутації, які з’єднують між собою каналами зв’язку. Вузли комутації разом з каналами зв’язку утворюють середовище передавання даних. Комп’ютери, підключені до мережі, називають вузлами, або­нент. пунктами або робочими станціями; комп’ютери, що виконують функції керування мережею чи надають будь-які мережеві послуги, – серверами; комп’ютери, що використовують послуги серверів, – клієнтами. Кожен комп’ютер, підключений до мережі, має ім’я (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 зв’язку 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 комп’ютерів 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, з’єднуючись 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 зв’язаний з одним вищепоставленим керуючим вуз­лом і одним чи кількома нижчепоставленими керов. вузлами. Наз­ва такої топології пов’язана 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 комп’ютери під’єдну­ють безпосередньо до шини, дані передають в обох напрямах одночасно. Локал. мережі поєднують комп’ютери, розташ. недалеко один від одного. Для передавання інформації використовують високошвидкіс. канал, швидкість у якому приблиз­но така сама, як швидкість внутр. шини комп’ютера. 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 об’єднання кількох локал. мереж в інтегров. мережеву систему. Глобал. обчислюв. системи охоплюють те­риторію держави чи кількох дер­жав і видовжуються на сотні та тисячі кілометрів, часто з’єд­ну­ють 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 комп’ю­те­рів, під’єднаних до мережі, які моделюють арх-ру віртуал. ком­п’ютера, здатного розподіляти задачі виконання процесу в паралел. інфраструктурі, – Ґрід-мережа. Ґріди дають можливість виконувати обчислення з великими об’ємами даних шля­хом їхнього розділення на менші частини. За допомогою них можна виконанти набагато біль­ше паралел. обчислень, ніж на окремому комп’ютері 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 комп’ютерні об­­числення можуть надавати як комунал. послугам. Розповсюдження мереж із високою потужністю, низька вартість ком­­п’ютерів 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 комп’ютера або достатньо потуж. мобіл. пристрою.

Літ.: Буров Є. В. Комп’ютерні ме­­режі. Л., 2003; Кулаков Ю. О., Луць­­кий Г. М. Комп’ютерні мережі: Під­­руч. К., 2005; Лунтовський А. О., Мель­­ник І. В. Проектування та дослідження комп’ютерних мереж: Навч. по­­сіб. К., 2010; Куссуль Н. М., Шелес­тов А. Ю. Стан та перспективи розвитку інфор­матики. К., 2010.

Г. Ф. Кривуля

Рекомендована література

1. Буров Є. В. Комп’ютерні ме­­режі. Л., 2003;
   Google Scholar Internet
2. Кулаков Ю. О., Луць­­кий Г. М. Комп’ютерні мережі: Під­­руч. К., 2005;
   Google Scholar Internet
3. Лунтовський А. О., Мель­­ник І. В. Проектування та дослідження комп’ютерних мереж: Навч. по­­сіб. К., 2010;
   Google Scholar Internet
4. Куссуль Н. М., Шелес­тов А. Ю. Стан та перспективи розвитку інфор­матики. К., 2010.
   Google Scholar Internet

завантажити статтю