АППАРАТНЫЕ И ПРОГРАММНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Компьютерная сеть состоит из трех основных компо­нентов:

• сети передачи данных, включающей каналы передачи данных и средства коммутации;

• компьютеров, связанных сетью передачи данных;

• сетевого программного обеспечения.

Компьютер подключается к сетевому кабелю с помо­щью специального сетевого адаптера, который вставля­ется в обычные разъемы расширения на системной плате компьютера и выполняет аппаратные функции приема и передачи пакетов данных в сети. На данный момент по­давляющая часть компьютерных сетей использует для со­единения и передачи сигналов между компьютерами три вида кабелей: коаксиальный кабель, витую пару (twisted pair), оптоволоконный кабель.

Коаксиальный кабель до недавнего времени был самым распространенным. Этот кабель недорогой, легкий, гиб­кий, удобный, безопасный и простой в установке. Сущест­вует два типа коаксиальных кабелей: тонкий (специфика­ция 10Base2) и толстый (спецификация 10Base5).

Тонкий коаксиальный кабель — гибкий, диаметром 0,64 см (0,25"). Он прост в применении и подходит практи­чески для любого типа сети; подключается непосредствен­но к плате сетевого адаптера; передает сигнал на 185 м практически без затухания.

Толстый коаксиальный кабель — жесткий, диаметром 1,27 см (0,5"). Его иногда называют стандартный Ethernet (первый кабель в популярной сетевой архитектуре). Жила этого кабеля толще, затухание меньше. Он передает сигнал без затухания на 500 м. Толстый кабель используют в каче­стве магистрали, соединяющей несколько небольших сетей.

Витая пара — это два перевитых изолированных мед­ных провода. Несколько витых пар проводов часто поме­щают в одну защитную оболочку. Переплетение проводов позволяет избавиться от электрических помех, наводимых соседними проводами и другими внешними источниками, например двигателями, трансформаторами, мощными реле.

В оптоволоконном кабеле цифровые данные распро­страняются по оптическим волокнам в виде модулирован­ных световых импульсов. Из-за отсутствия электрических сигналов оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и пере­хватить данные. Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень вы­соких скоростях (от 100 Мбит/с) и на многие километры. Кабель не подвержен электрическим помехам. Существен­ным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении.

Для объединения компьютеров в сеть и объединения нескольких сетей используются специальные устройст­ва: концентраторы, коммуникаторы, маршрутизаторы и шлюзы.

Концентраторы (или хабы — от англ. hub) — устрой­ства, которые объединяют близко расположенные компь­ютеры и соединяют их с сегментом (участком) сети.

Коммуникаторы (или переключатели, англ. switch) — устройства, соединяющие сегменты одной и той же сети или разных сетей, имеющих одинаковый сетевой протокол.

Шлюзы (англ. GateWay) применяются в случаях, ко­гда соединяемые сети имеют различные сетевые протоко­лы. Поступивший в шлюз пакет из одной сети преобразу­ется в пакет, соответствующий требованиям другой сети. С помощью шлюзов сети также подсоединяются к мэйн­фреймам — мощным универсальным компьютерам — и су­перкомпьютерам. Все сети строятся на основе трех базо­вых схем соединения (топологий): «звезда», «общаяшина» и «кольцо».

В случае топологии «звезда» (рис. 1.) каждый персо­нальный компьютер (ПК) через специальный сетевой адап­тер (СА) подключается отдельным кабелем к центрально­му узлу — концентратору (К).

Рис.1. Топология Звезда

Недостатком такой топологии является низкая надеж­ность, так как выход из строя центрального узла приводит к остановке всей сети, а также большая протяженность кабелей, зависящая от числа компьютеров.

Топология «общая шина» предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьюте­ры. Информация по нему передается компьютерами пооче­редно (рис. 2).

Рис.2. Топология Шина

Для гашения сигналов на концах кабеля устанавлива­ются терминаторы (Т). Достоинством такой топологии яв­ляются, как правило, меньшая протяженность кабеля и более высокая надежность, чем у «звезды», так как выход из строя отдельной PC не влечет за собой нарушения рабо­тоспособности всей сети.

Недостаток заключается в том, что обрыв основного кабеля приво­дит к неработоспособности всей сети.

При кольцевой топологии данные передаются от одного компьютера к другому по эстафете (рис. 3). Если некото­рый компьютер получает данные, не предназначенные ему, то он передает их дальше по кольцу. Компьютер-адресат предназначенные ему данные дальше никуда не передает.

Рис.3. Топология Кольцо

Достоинством кольцевой топологии является более вы­сокая надежность системы при разрывах кабелей, чем для «общей шины», так как к каждому компьютеру есть два пути доступа. К недостаткам этой топологии следует отне­сти большую протяженность кабеля, невысокое быстродей­ствие по сравнению со « звездой », а также слабую защищен­ность информации, как и при топологии с общей шиной.

Управление работой сети в зависимости от ее протяжен­ности, числа объединяемых компьютеров и интенсивности обмена данными осуществляет сетевая операционная сис­тема. В качестве такой ОС могут использоваться, напри­мер, MS Windows 98/ME — для нескольких десятков ком­пьютеров, MS Windows NT/2000/XP — для нескольких со­тен компьютеров, Novell, Unix — для нескольких тысяч компьютеров. Для упорядочения разработки сетевого ПО и обеспечения возможности взаимодействия любых компью­терных сетей Международной организацией по стандарти­зации (International Standard Organization — ISO) была раз­работана эталонная модель взаимодействия открытых сис­тем (Open System Interconnecting — OSI).

С точки зрения распределения аппаратных и информа­ционных ресурсов различают два типа сетей: одноранго­вую и с выделенным сервером.

Одноранговой сетью называют такое объединение компьютеров, при котором каждый компьютер может предоставлять свои ресурсы (файлы и устройства) для об­щего доступа. Ресурсы компьютера, выделяемые для об­щего доступа в сети, называются сетевыми, остальные ре­сурсы компьютера — локальными. Одноранговые сети мо­гут объединять до нескольких десятков компьютеров и работать под управлением MS Windows 98/ME/NT/2000/ ХР. Все пользователи одноранговой сети равноправны. Каждый пользователь сам принимает решение о типе дос­тупа ко всем ресурсам своего компьютера и может в любой момент изменить тип доступа к любому ресурсу.

В сетях с выделенным сервером на один из компьюте­ров — сервер сети — устанавливается сетевая операцион­ная система, управляющая всеми ресурсами сети и регу­лирующая доступ к ним. Такой операционной системой может быть MS Windows NT/2000/XP, Novell, Unix. Ее обслуживает специалист — администратор сети, в обя­занности которого входят такие вопросы, как разделение прав доступа ко всем ресурсам сети, защита данных, обес­печение информационной безопасности, поддержание в работоспособном состоянии прикладных программных ресурсов с общим доступом. Для организации взаимодей­ствия компьютеров в локальной сети Международным ин­ститутом инженеров по электротехнике и радиоэлектро­нике IEEE (Institute of Electrical and Electronical Engineers) были разработаны протоколы обмена и методы доступа к данным.

Вкратце рассмотрим протоколы обмена, которые опи­сывают методы доступа к сетевым каналам данных: Ether­net, Arcnet и Token Ring. Эти методы доступа реализуют функции канального уровня модели OSI. Название ис­пользуемого метода часто отождествляют с типом топо­логии сети.

Метод доступа Ethernet разработан фирмой Xerox. Он обеспечивает высокую скорость передачи и надежность, поддерживает топологию с общей шиной. Суть метода со­стоит в том, что ПК начинает передачу в том случае, если канал свободен, в противном случае передача сообщений задерживается на некоторое время (для каждой станции свое). Быстродействие сети заметно снижается при одновременной работе 80-100 ПК. Это происходит из-за задер­жек, связанных с конфликтами в канале.

Метод доступа Arcnet разработан фирмой Datapoint Corp. Он используется в топологии «звезда». Сообщения от одного ПК к другому по этому методу доступа передают­ся с помощью маркера, который создается на одном из ПК. Если ПК собирается передать сообщение, то он дожидает­ся прихода маркера и присоединяет к нему свое сообще­ние, снабженное адресами отправителя и получателя. Если ПК ожидает приема, то он ждет прихода маркера, а с его приходом анализирует заголовок прикрепленного к нему сообщения. Если сообщение предназначено данному ПК, то он открепляет его от маркера, а также прикрепляет но­вое при наличии такового.

Метод доступа Token Ring разработан фирмой IBM для кольцевой топологии. Этот метод имеет сходство с мето­дом Arcnet. Основное его отличие состоит в том, что имеет­ся механизм приоритета, благодаря которому отдельные ПК могут получать маркер быстрее других и удерживать его дольше.

Оборудование для сетей типа Arcnet дешевле Ethernet и Token Ring, но уступает им по характеристикам надеж­ности и производительности.

 






Дата добавления: 2016-06-15; просмотров: 2455; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.032 сек.