2.2 Számítógép-hálózatok osztályozása
Napjainkban már nincs vita arról, hogy vajon szükséges-e a hálózatépítés, vagy milyen alternatív megoldással lehetne kiváltani. Matematikusok (így például Rényi Alfréd, Erdős Pál) kutatták és kutatják a hálózatok kialakulásának, viselkedésének törvényszerűségeit. Ezen törvényszerűségek jól tanulmányozhatók a számítógép-hálózatokon. Úgy tűnik a hálózat réven történő megközelítés, mikroszinten segít megérteni az élőlények belső működését, a sejtek egymás közti szerveződését, makroszinten például az emberi társadalom működését.
A számítógép-hálózatok fejlődése oly mértékű és széles spektrumú, hogy nem lehet egyetlen általános érvényű osztályozást sem megadni. Műszaki területről lévén szó a technológia lehet az egyik megközelítési szempont. Mivel a számítógépek kommunikálnak egymással, adatokat küldenek és fogadnak, ezért elsősorban az átviteli technológia lehet fontos. Azt ipari hálózatok a legtöbb esetben adatszórásos hálózatok.
Adatszóró hálózatok (broadcasting networks): A hálózat összes számítógépe logikailag egy közös kommunikációs csatornán osztozik. Ha egy számítógép küld egy üzenetet, akkor azt az összes többi megkapja, de csak az dolgozza fel, amelyiknek szól, a többi figyelmen kívül hagyja.
(Például a tanár és a tanulók a teremben közös kommunikációs csatornát használnak, a levegőt. A tanár, felelésre kihív egy diákot, azaz üzenetet küld egy tanulót címezve meg. Az üzenetet mindenki veszi, azaz mindenki hallja, de csak a felelő fog reagálni – vagy ő sem.) Előfordulhat az adatszóró hálózatokon olyan eset is, amikor az üzenet mindenkinek szól, és azt mindenki feldolgozza.
Az adatszóró hálózatokkal ellentétben, a kétpontos hálózatokban (point point networks) a számítógépek által küldött üzenetek két vagy több állomás érintésével jutnak el a címzetthez. Az üzenet továbbítására több alternatív út is rendelkezésre állhat. (Például a posta levéltovábbítási rendszere működik hasonlóan.) Ez a hálózat típus elsősorban nagyobb kiterjedésű hálózatokra jellemző (pl. a bolygóméretű Internet is ilyen).
Egy másik osztályozási szempont lehet a hálózat mérete. Az ipari hálózatok az úgynevezett lokális hálózatok csoportjába tartoznak. A lokális hálózatok átviteli technikájuk, topológiájuk és méretük alapján különböznek más hálózat típusoktól.
Lokális hálózat (Local Area Network, LAN): Szigorúan korlátos méretű hálózat, melynek kiterjedése néhány 10 métertől néhány kilométerig terjedhet.
A szigorú méretkorlát fontos jellemző, hiszen így a hálózatban lezajló események ideje a legrosszabb esetre meghatározható, ami egy gyártósort irányító számítógép-hálózat kialakításakor, például a gépek számának meghatározásakor, a termelési folyamat tervezésekor fontos tényező. Ezen hálózatok válaszideje néhány 10 ms, és ehhez képest csak nagyon keveset hibáznak.
A lokális hálózatok átviteli technikájuk alapján adatszóró hálózatok, egy közös átviteli csatornát használ minden számítógép. Az átviteli sebességük néhány kbit/s-tól több 100 Mbit/s-ig terjed.
A mértékegység átváltásnál nem a kettes számrendszerben megszokott 210=1024 a váltószám, hanem 1000. Ez alapján 1 Kbit=1000bit, 1Mbit/s=1000 Kbit/s=1000000 bit/s.
A számítógépek hálózatba kötésükkor különböző módon kapcsolhatók össze.
A fizikai topológiát, alakzatot elsősorban a hálózat kiépítésekor használt eszközök határozzák meg, míg a hálózat működési módját elsősorban a logikai topológia határozza meg. A továbbiakban ez kerül bemutatásra.
Hálózati topológia: A hálózat elemeinek összeköttetési módja. Logikai topológia a számítógép-hálózat kommunikációs módját leíró topológia, a fizikai topológia a számítógép-hálózat elemeinek fizikai képét, alakzatát leíró topológia.
A számítógépek a csatornát használhatják statikusan, vagy dinamikusan. Statikus hozzáférés esetén a gépek meghatározott ideig férhetnek hozzá a csatornához, majd várakoznak, amíg újra eljön az idejük. Dinamikus hozzáférés esetén a használat kérés alapján történik. Ebben az esetben egyik megoldás a szabályozásra, hogy egy központi egység a kéréseket begyűjti és eldönti, ki kapja meg a jogot a csatorna használatára, ekkor központosított hozzáférés valósul meg. Másik megoldás az elosztott hozzáférés. Minden gép maga dönti el, mikor küld adatot. Minkét esetben egy nagyon körültekintően leírt algoritmus határozza meg a működést, nem alakulhat ki káosz.
A sín topológiájú adatszóró hálózat dinamikus hálózat, a hozzáférés lehet központosított, vagy elosztott. Minden gép lehet üzenetküldő (1. ábra). Abban az esetben, ha egy számítógép használja a sínt, a többi tartózkodik az üzenetküldéstől. Ilyen topológiájú hálózatot valósít meg az ETHERNETTM szabvány. Ha két számítógép egy időben próbál üzenetet küldeni, akkor véletlen hosszú ideig várakozniuk kell az újraadásig.
A másik tipikus LAN topológia a gyűrű topológia. Statikus hálózat, a csatorna-hozzáférés központosított módon valósul meg (2. ábra).A gyakorlatban ilyen hálózatot valósít meg az IBM cég által kifejlesztett Token Ring szabvány.
A méret alapján lehetséges még egészen kis méretekben kialakított hálózat, melyet egy nyomtatott áramkörön (NYÁK) valósítanak meg, az úgynevezett adatfolyamgép, vagy nagyvárosi hálózatok (Metropoliten Area Network, MAN) néhányszor 10 km-es kiterjedéssel, vagy az úgynevezett nagykiterjedésű hálózatok (Wide Area Network, WAN) országokat, földrészeket átölelő mérettel, valamint a már említett, WAN-okat összefogó Internet.