7.Локальные сети (лс).Характеристика лвс. Топология сети. Методы дос тупа Характеристика лвс

Локальные вычислительнаясеть - система распределенной обработки данных, охватывает небольшую территорию внутри учреждения. Комп ьютеры расположены на небольшом расстоянии (10-20 км), соединены высокоскоростными каналами связи. ЛВСориентирована на коллектив ное использование общесетевых ресурсов: аппаратных,информационных, программных. ЛВС создаются для совместного использования ре сурсов и интерактивной связи внутри организации и за еепределами. Ресурсы: данные, программы, периферийные устройства (дисководы, пр интеры, модемы).Интерактивная связь - обменсообщениями в реальном ре жиме.Основные аппаратные компоненты сети: кабели, рабочиестанции, сетевые адаптеры,серверы.Сервер - мощный компьютер сети, предоставляет услуги: хранение данных, управление БД, печать.Файл-сервер - хранит данные, организует доступ к ним.Большая оперативная и внешняя память. Функции: хранение данных, архивирование данных, синхронизация изменений, внесенных различными пользователями, передача данных.Рабочая станция - ПК в сетиАрхитектура клиент-сервер.Компьютерная сеть реализует распределенную обработку данных. Обработка распределена между двумя объектами: клиентом и сервером.Клиент - задача, рабочая ста

нция, пользователь сети. Формирует запрос на сервер для чтения файла, поиска в БД.Сервер выполняет запрос, результат передает клиенту.Клиент обрабатывает данные и передает пользователю. ¹Одноранговая сеть- нет центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая ОС распределена по всем рабочим станциям. Всекомпьютеры равноправны, каждый компьютер может раб отать как клиент и как сервеp. PC может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.

Нет защиты данных. Пользователю сети доступны всеустройства, подключенные кдругим станциям (диски, принтеры). Небольшое количест во ПК в сети. Достоинства одноранговой сети: низкая стоимость, высокая надежность. Недостатки: эффективно работает при небольшом коли честве станций, сложность управления, нет защиты информации, трудность обновления ПО. Примеры ОС: LANtastic, NetWare Lite.Сеть с выделенным сервером.Есть компьютер-сервер, нанем устанавливается сетевая ОС, к нему подключаютсявсе разделяемые внешние устройства: жесткие диски, принтеры, модемы. Взаимодействие между рабочими станциямиосуществляется через сервер.Достоинства: Надежная защита информации, отсутствиеограничений на число станций, простота управления, высокое быстродействие. Сетис выделенным сервером наиболее распространены. При

меры ОС: LanServer (IBM),Windows NT Server, NetWareТопология сети - физическоерасположение компьютеров,кабелей, это геометрическаясхема соединения узлов сети. Конфигурация графа, вершинами которого являются компьютеры сети, а ребрами- физические связи между нимиТопология определяет: 1. Состав и характеристики сетевого оборудования. 2. Возможность расширения сети. 3.Управление сетьюСеть - совокупность узлов. Узел - устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.Типовые топологии: Кольцо. Шина, ЗвездаКольцо

- узлы соединены замкнутойкривой (рис.1). Сеть на неболыиом пространстве, нет центрального узла, информация передается от узла к узлув одном направлении, узелретранслирует сообщение, получатель узнаети получаеттолько свое сообщение, он копирует его в свой буфер. Данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу источнику, поэтому узел может контролировать доставку данных адресату. Метод доступ а - Token Ring: маркер передается от одной станции кдругой, можно назначать различные приоритеты станциям.В качестве передающей среды можно использовать любые кабели. Последовательная дисциплина обслуживанияузлов снижает ее быстродействие, выход из строя одного из узлов нарушает целостиость кольца.Шина- информация идет от передатчика в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающие сообщения.

Сообщение поступает на все узлы, но узлы принимаюттолько своесообщение. Дисциплина обслуживания параллельная. Это обеспечиваетвысокое быстродействие сети. Сеть легко наращивать иконфигурировать, сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов. Сети шинной топологии наиболее распространены в настоящее время.Передающая среда - коаксиальный кабель. Но они имеют малую протяженность и непозволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети. Низкая надежность - дефект кабеля илиразьема парализует сеть. Невысокая производительность, в каждый момент времени только один компьютер передает сообщение. Метод доступа Ethernet: сообщениепо шине передается на всестанции, но получает его только адресат, остальные игнорируют.Звезда- к центральному узлу (концентратору) подсоединены пер иферийные узлы по индивидуальному кабелю . Вся информация передается ч ерез центральный узел, он ретранслирует, переключает,маршрутизирует потоки. Концентратор может фильтр о вать информацию, поступающую от узлов, блокировать запрещенные администраторомпередачи. Главное преимущество - большая надежность, любые неприятности с кабелем касаются лишь одного компьютера, только неисправность концентратора выводит из строя всю сеть. Недостатки: высокая стоимость (нужен концентратор), количество узлов сети ограничено количеством портов концентратора. Иногда строят сеть с несколькими концентраторами,

иерархически соединенными между собой связями типа"звезда". Иерархическая звезда - самая распространенная топология в локальных иглобальных сетях. Метод доступа Arcnet: один из компьютеров создает маркер, он передается от одного компьютера к другому. Передающая станция присоединяет к нему сообщение, а адресат отцепляет сообщение. Небольшие сети имеют типоеую топологию - звезда, кольцо, общая шина, для крупных сетей характерны произвольные связи между компь ютерами. В таких сетях можно выделить фрагменты, подсети, имеющие типовую топологию. Их называют сетямисо смешанной топологией. Методы доступаТехнология Ethernet- самый распространенный с тандарт локальных сетей. Вэтой технологии используетея метод доступа к среде передачи данных - метод коллектиеного доступа с опознаеа нием несущей и обнаружением коллизий. Применяется только в сетях с общей шиной. Все компьютеры имеют доступ к шине. Данные помещаются в кадры и снабжаются адресом получателя и отправителя. Перед началом п ередачи станция должна убедится, что среда свободна.'Станция прослушивает основную гармонику сигнала (несущую частоту). Отсутствие

несущей частоты - признак свободного канала.Сигналы от станции 1 перед аются по кабелю в обе стороны и все станции сети их получают. Станция, которая узнает свой адрес в заголовках кадра, записывает его в свой буфер, посылает по кабелю кадр ответ. Узел 2 пытал ся начать передачу,обнаружил, что среда занята, и ожидает. По окончании передачи кадра все узлы выдерживают технологическую паузу. Далее узел 2 передал свой кадр. Возможна ситуация, когдадве станции одновременно пытаются передать кадр - коллизия. Содержимое кадровсталкивается, информация и скажается. В примере коллизию породила одновременная передача данных узлами 1и 3. Все станции наблюдаютза сигналами в кабеле. Если передаваемые и получаемые сигналы отличаются, то фиксируется коллизия. Передающая станция прекращает передачу и выдерживает случайную паузу, снова пытается захватить среду и передать кадр.Технология Token Ring

использует маркерный метод доступа (4 Мбит/с). В сетистанции образуют кольцо. Станция получает данные только от предыдущей станции (ближайший сосед выше попотоку данных), передает данные соседу вниз по потоку данных. Для доступа станций к среде по кольцу циркулирует маркер - кадр специального формата. Получив маркер, станция анализирует его и, если она не нуждается впередаче данных, передаетего следующей станции. Станция, которая желает передать данные, изымает маркер из кольца и передает свой кадр последовательно по битам. Кадр снабжен адресамиисточника и назначения. Станции ретранслируют кадр, ка к повторители. Станция назначения распознает свой адрее, копирует кадр в свой буфер, вставляет в кадр признак подтверждения приема, п ересылает его дальше. Станция источник получает свойкадр с подтверждением приема, изымает кадр из кольцаи передает в сеть новый маркерПосле прохождения станции3 в пакете установлен признак копирования пакета в буфер (звездочка внутри пакета). При возвращении пакета на станцию 1, отправитель узнает свой пакет. Установленные станцией 3 признаки говорят о том, что пакет дошелдо адресата. Станция 1 удаляет пакет из кольца. В сетяхToken Ring 16 Мбит/с используют алгоритм раннего освобождения маркера. Станцияотдает маркер сразу после передачи своего кадра, не дожидаясь возвращения по кольцу этого кадра. Пропускная способность сети возрастает.Для топологии «Звезда» подходит централизованный метод управления. Абоненты,желающие передать сообщение посылают центру запрос.Центр предоставляет им право передачи пакета в порядке очередности, например, поих физическому расположению по часовой стрелке. В каждый момент наивысшим приоритетом обладает следующий по порядку абонент. Столкновений пакетов при данном методе не может быть, т.к. решение о доступе предоставляется централизовано. 8.Технология Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet..Технология Ethernet

Самый распространенный стандарт локальных сетей. Фирменная версия Ethernet DIXили Ethernet II принята в 198О г. фирм DEC, Intel и Xeroxна основе коаксиального кабеля. В широком смысле Ethernet - это целое семейство технологий, из которых наиболее известны Ethernet DIX, 1О-мегабитные варианты, и новые высокоскоростные технологии Fast Ethernet, GigabitEthernet. В узком смысле Ethernet - это 10-мегабитная тех нология.Физические спецификации технологии включают следующие среды передачи данных:-10 Base-5 - «толстый коаксиал», диаметр 0.5 дюйма. Максимальная длина сегмента500 м.-10 Base-2 - «тонкий коаксиа л», диаметр 0.25 дюйма, макеимальная длина сегмента185 м-10 Base-T - неэкранироеанная витая пара, звездообразная топология на основе концентратора, расстояние между концентратором и узлом неболее 100 м.-10 Base-F - волоконно-оптический кабель, в различных вариантах расстояние от 1000до 2000 м.Число 10 указывает битовую скорость передачи данных 1ОМбит/с, слово Base - передача на однойбазовой частоте 10 МГц. Ethernet стандарт IЕЕЕ802.3.Топология шина.Среда коаксиал. V=10 мбит/с.Lmax=5 км. N=1024. Метод доступа CSMA/CD.Все виды сетей Ethernet используют метод коллекгивного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий - CSfvWCD, который о пределяет облик технологиив целом. Важным явлениемв сетях Ethernet является коллизия - ситуация, когда двестанции одновременно пыта ются передать кадр данныхпо общей среде. Это свойство сетей, следствие случайного метода доступа.На производительность сетивлияет коэффициент использования сети. Если он больще 50%, то пропускная способность сети падает из-за роста интенсивности коллизий иувеличения времени ожидан ия доступа к среде.Для передачи двоичной информации используется манч естерский код.Исторически сложилось, чтов сети используются Дформа та кадра. С ними могут рабцтать все сетевые адаптеры,мосты, коммутаторы и т.д.Сеть не отличается рекордными характеристиками или о птимальными алгоритмамиНо благодаря мощной поддержке, стандартизации, огромному объему выпускаемыхсредств, сеть резко отличается от других технологийFast Ethernet и 100VG-AnyLan как развитие технологии Ethernet Потребность в высокоскоростной и недорогой технологиидля подключения к сети мощных рабочих станций привела в начале 90-х годов к созданию инициативной группы, которая занялась поиском нового Ethernet, простой иэффективной технологии, нос высокой скоростью 100Мбит/с.Специалисты разбились на два лагеря, что привело к появлению двух стандартов: 1. Fast Ethernet; 2. 100VG-AnyLan.Технология Fast Ethernet сохранила метод доступа CSMA/CD, оставив в нем тот жеалгоритм. Отличия проявляю тся на физическом уровне.В стандарте определены триспецификации физического уровня (три варианта кабельных систем):- 100Base-TX 2-х парный кабель на неэкранированной витой паре.- 100Base-FX -многомодовый оптоволоконный кабель, два волокна- 100Base-T4 - 4-хпарный кабель на неэкранированной витой паре.Максимальный диаметр сети200 мВтехнологии 100VG-AnyLanконцентраторрешаетвопрос предоставления станциям доступа к разделяемой средеМетод доступа Demand Prior; ity - приоритетные требования. Оперирует с двумя уровн ями приоритетов, выставляемыми станциями, причем приоритет станции, долго не получающей обслуживания, повышается динамически. Концентраторы VG могут, объединятся в иерархию, причем порядок доступа к средене зависит от того, к концент,ратору какого уровня подкл ючена станция, а зависит только от приоритета кадра и времени подачи заявки на обслуживание.AnyLan означает: 100 - скорость передачи, VG - витая пара .AnyLan - любая сеть, означает совместимость с сетями Ethernet TokenRingGigabit EthernetДобавляет новую ступеньюООМбит/с. Это позволяет эффективно строить крупные локальные сети, в которых ни жние уровни работают на скорости 100 Мбит/с, а магистраль Gigabit Ethernet объединяет их.Технология Gigabit Ethernetпродолжает технологии Ethemet Fast и Ethernet. Использ,уетте же форматы кадров, р аботает в полудуплексном иполнодуплексном режимах,поддерживает метод доступa CSMA/CD с минимальными изменениями.Стандарт использует в качес тве физической среды три типа кабеля:- Многомодоеый оптоволоконный ,

- Одномодовый оптоволоконный- Двойной коаксиальный.