Но технический прогресс неумолим. Возникшие потребности непрерывно стимулировали технологические разработки, результатом чего стало появление локальных вычислительных сетей. Первой в истории коммерческой сетью, потомки которой «дожили» до сегодняшних дней, стала сеть ALOHA, развернутая на Гавайях. Первая сеть обеспечивала передачу сигналов на расстояние до одного километра со средней скоростью передачи сигналов около 3 Мбит/с между 256 станциями, установленными в корпусах Гавайского университета. Причем использовался радиоканал, а сама передача осуществлялась с помощью коммутации пакетов. Наверное в силу этого подобная сеть получила название «эфирной» сети Ethernet.

В 1976 году появилась статья Роберта Меткальфа и Дэвида Боггса, в которой был описан стандарт, определяющий передачу сигналов в этой и подобной ей сетях. Они использовали метод произвольного доступа к сетям, так называемый CSMA (Carrier Sense Multiple Access, многостанционный доступ с контролем несущей). Чуть позднее, в 1979 году появился стандарт Ethernet II, разработанный тремя компаниями – Digital Equipment Corporation, Intel и Xerox. Ранее этот стандарт именовался DIX (по первым буквам названий этих компаний). Он предусматривал работу с «толстыми» коаксиальными кабелями, передача данных по которым осуществлялась со скоростью до 10 Мбит/с. Позднее этот стандарт получил название 10BASE-5.

1982 год ознаменовался выпуском первой сетевой карты Ethernet для компьютера Apple Computer, a в 1984 мир увидела сетевая карта для IBM PC.

Также развивалась теоретическая основа сетей Ethernet. В частности, в 1980 году организацией ISO была предложена модель OSI (Open System Interconnect). Именно 7 уровней этой модели традиционно рассматриваются в большинстве книг, посвященных теоретическим (да и практическим) аспектам локальных вычислительных сетей. И в этой книге я не буду отступать от традиций.

Деятельность по разработке стандартов локальных (да и глобальных) вычислительных сетей была признана настолько важной, что в 1980 году в рамках Института IEEE был сформирован комитет IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee. Благодаря усилиям сотрудников этого комитета в 1985 году появился стандарт 802.3 «Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)», в котором специфицировано целое семейство протоколов Ethernet.

В настоящее время насчитывается больше десятка широко применяемых протоколов Ethernet. Часть из них представляет уже исторический интерес (например, тот же 10BASE-5 или появившийся чуть позже 10BASE-2), другие широко используются в офисной и домашней среде (например, 100BASE-TX или 100BASE-FX), а третьи появились сравнительно недавно и не получили до сих пор широкого распространения (например, lOGigabit Ethernet). О невероятной популярности сетей Ethernet говорит тот факт, что соответствующими адаптерами (среди них встречаются даже Gigabit Ethernet) оборудованы все современные материнские платы. И именно сетям этого типа посвящена настоящая книга.

Разумеется, сетями типа Ethernet все не ограничивается. До сих пор встречаются сети Token Ring и FDDI, функционирующие по принципу передачи кольцевого маркера. Но их «ареал обитания» в настоящее время настолько сузился, что вряд ли имеет смысл рассматривать здесь этот предмет. Сети из этой категории – удел профессионалов, для которых предназначены книги несколько другого рода.

В настоящее время все большую популярность приобретают беспроводные сети, которым будет посвящена отдельная глава книги. Просто обратите внимание на тот факт, что несмотря на то, что первый беспроводной стандарт был принят в начале 90-х годов прошлого века, первая коммерческая беспроводная сеть появилась на 20 лет раньше (вспомните о проекте ALOHA, упоминавшемся в начале этой главы).

На этом можно завершить краткий обзор истории зарождения и развития локальных вычислительных сетей и перейти к рассмотрению топологии ЛВС.

Глава 2
Топологии локальных сетей

Пришло время разобраться подробнее с сетями, а также ввести какую-то классификацию.

Сети бывают самые разные. Придерживаясь «генеральной линии» нашей книги, мы говорим о компьютерных сетях, а конкретнее, об их подвиде, называемом локальными вычислительными сетями (ЛВС). Разумеется, рассматриваться будут не только такие сети. Будут затронуты и глобальные вычислительные сети, но лишь в той степени, в которой они связаны с локальными сетями. На их примере будет рассмотрена технология удаленного доступа. Этому важному вопросу мы уделим внимание в десятой главе. А сейчас следует рассмотреть один из основополагающих моментов – топологию локальных вычислительных сетей.

ВНИМАНИЕ

Существует еще одна распространенная классификация локальных вычислительных сетей, связанная со способом выполнения сетевых вычислений. Сеть называют одноранговой, когда каждый узел в сети равноправен. Иерархическая сеть предполагает выделение центрального сервера и подключаемых к нему клиентских рабочих станций. Оба типа сетей будут рассмотрены в книге.

Топологии локальных вычислительных сетей

Те, кто изучал высшую математику в институте, наверное, знают об этом, а остальным я просто напомню, что слово «топология» имеет греческие корни и означает не что иное, как науку о путях («топос» и «логос»). Именно в этом случае название является очень удачным, так как оно точно отражает суть дела. Кажущееся хаотичным на первый взгляд переплетение кабелей на самом деле подчиняется однозначным четко определенным правилам, набор которых и образует топологию локальной сети. Ну а теперь дадим некоторые определения.

Локальная вычислительная сеть моделируется графом, вершины которого соответствуют узлам сети, в качестве которых используются сетевые рабочие станции, концентраторы, маршрутизаторы и другие сетевые компоненты, а ребра графа моделируют физические связи между сетевыми компонентами, которые на практике обычно осуществляются с помощью кабелей или беспроводных (инфракрасные лучи и радиоволны) каналов связи.

Помимо физической топологии, которая моделирует пути для электрических сигналов в цепи, существует так называемая логическая топология. Она определяется как совокупность маршрутов, предназначенных для передачи данных в сети. Логическая топология может отличаться от физической, поскольку поток данных может управляться соответствующими сетевыми компонентами – маршрутизаторами и коммутаторами, подробное описание принципов работы которых является предметом рассмотрения следующей главы.