Локальные вычислительные сети.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) – это совокупность компьютеров и других средств вычислительной техники, объединенных с помощью кабелей и сетевых адаптеров, работающих под управлением сетевой операционной системы и охватывающих небольшую территорию (до 10 км).

Компьютер, подключенный к вычислительной сети, называется рабочей станцией или сервером в зависимости от выполняемых им функций.

В локальной вычислительной сети применяется технология «Клиент - Сервер». В этом случае приложение делится на две части – клиентскую и серверную. Клиентские части выполняются на рабочих станциях: на них формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты. Различают:

• сети с одним или несколькими выделенными серверами;

• сети без выделенных серверов (одноранговые сети).

В сетях с выделенным сервером ресурсы сервера доступны всем пользователям. Серверы, разделяемым ресурсом которых является дисковая память, называются файл-серверами. Файловый сервер обычно используется только администратором сети и не предназначен для решения прикладных задач. На файл-сервере устанавливается сетевая операционная система.

Рабочая станция – это индивидуальное рабочее место пользователя и полноправным владельцем всех ее ресурсов является пользователь.

Файл-сервер должен иметь высокое быстродействие для того, чтобы обеспечить обслуживание запросов с рабочих станций. Важным компонентом файл-сервера является дисковый накопитель. Быстрота доступа, емкость и надежность накопителя во многом определяют насколько эффективным будет использование сети.

Значительного повышения производительности сервера можно добиться, увеличивая его оперативную память. Если файл-сервер снабжен оперативной памятью достаточного объема, то он имеет возможность именно в ней хранить те дисковые пространства, к которым обращаются наиболее часто рабочие станции.

В одноранговых сетях любой компьютер может быть и сервером, и рабочей станцией одновременно. Преимущество одноранговых сетей заключается в том, что нет необходимости копировать все используемые несколькими пользователями файлы на сервер.

Основной недостаток заключается в значительном увеличении времени решения прикладных задач. Затраты на организацию одноранговых вычислительных сетей гораздо ниже, однако при увеличении числа рабочих станций эффективность их использования резко уменьшается.

Архитектура локальной вычислительной сети.

Способ объединения компьютеров в сети между собой называют топологией. Классическими топологиями ЛВС являются “звезда” ("дерево"), "общая шина" и "кольцо".

В случае реализации шинной структуры все компьютеры связываются в цепочку, на концах которой размещаются терминаторы для гашения сигнала.

Е сли хотя бы один компьютер оказался неисправным в данной сети, вся сеть становится неработоспособной. Для соединения компьютеров в данной сети чаще всего используется коаксиальный кабель.

К ольцевая структура очень похожа на шинную, но при этом отпадает надобность в терминаторах. Максимальная, теоретически возможная пропускная способность составляет 10 Мбит/сек.

Для построения сети по архитектуре «звезда» в центре сети помещается концентратор, основная функция которого – обеспечение связи между компьютерами, входящими в сеть. В случае выхода из строя одной из станций сеть сохраняет свою работоспособность.

В любой ЛВС должны быть строго определены способы обмена данными между станциями, которые включают в себя и методы доступа к сетевым каналам данных. Под протоколом понимается некая совокупность правил, регламентирующих формат и процедуры обмена информацией.

В сети любой структуры в каждый момент времени обмен данными может происходить только между двумя компьютерами одного сегмента. В случае локальной вычислительной сети с выделенным сервером - это файл-сервер и произвольная рабочая станция. В случае одноранговой сети - это любые две рабочие станции, одна из которых выполняет функции файл-сервера.

Связь между компьютерами осуществляется на основе одной из схем:

• обнаружение коллизий;

• передача маркера.

Метод обнаружения коллизий используется стандартами Ethernet. В таких сетях адаптеры непрерывно находятся в состоянии прослушивания сети и каждый компьютер перед началом передачи определяет, свободен канал или занят.

Из-за различных системных задержек могут возникать коллизии. В этом случае станция задерживает передачу на некоторое время. Для каждой из станций устанавливается свое время ожидания перед повторной передачей. Время, затраченное на преодоление коллизий обычно не превышает 1 мкс. Передача сообщений осуществляется пакетами со скоростью 10, 100, 1000 Мбит/сек.

В сетях с передачей маркера сообщения передаются от одной станции к другой. Передаваемый пакет может содержать либо данные, направленные другой станцией, либо маркер – короткое сообщение, являющееся признаком незанятости сети. Пропускная способность сетей с маркером – 16 Мбит/сек.