1.Локальные вычислительные сети
Главная задача — обеспечить совместное использование ресурсов (диски, программы, базы данных, принтеры). Кроме того, это возможность выхода всех компьютеров ЛВС в глобальную сеть через один подключенный к ней компьютер.
Отличие ЛВС (LAN – Local Area Network) от глобальных сетей (WAN – Wide Area Network):
Требуется более высокая скорость (более 1 Мбит/с);
Выше требования к безошибочности (вероятность ошибки не более 10-8;
Желательно минимальное время ожидания установления связи (т.к. оно входит в суммарное время передачи информации).
В ЛВС выделяют 2 типа абонентов:
Сервер — это абонент сети, отдающий в сеть свой ресурс;
Клиент (называют также рабочей станцией) — абонент имеющий доступ к ресурсам сети.
Топологии локальных сетей
С
ейчас
преимущественно используются 3 топологии
(см. рис.1.1): «звезда», «кольцо» и «шина».
Рис.1.1.
В принципе были предложены также топологии «дерево» и «разомкнутое кольцо», но они не получили широкого распространения.
С
еть
с топологией «звезда» может иметь 2
разновидности (см. рис.1.2.):
«активная звезда» – в центре также имеется абонент;
«пассивная звезда» – в центре просто соединение кабелей и нет никакой обработки информации.
Рис.1.2. Преимущество топологии «звезда» — конфигурация нечувствительна к выходу из строя кабеля (нарушается связь только с одним абонентом). Недостатками данной топологии являются:
Высокие требования к надежности центрального узла (его выход из строя ведет к отказу всей сети);
Ограниченное число абонентов (редко превышает 16), для увеличения их количества используется соединение нескольких «звезд».
К преимуществам топологии «кольцо» относятся:
Топология допускает большое число абонентов (1024 и более)
Топология нечувствительна к изменению числа абонентов;
Наличие усиления сигналов в кольце позволяет сделать его достаточно большим (до десятков км.)
Недостатком этого типа сетей является то, что выход из строя любого адаптера или разрыв кабеля приводит к выходу ЛВС из строя.
Логически топология «шина» может работать и как «звезда» и как «кольцо».
Преимущества «шины» – это большое допустимое число абонентов – до 1024, а также то, что она нечувствительна к выходу из строя компьютеров.
Недостаток «шины» – чувствительность к повреждению кабеля.
Среды передачи информации
Практически всегда используется последовательная передача, хотя имелись попытки параллельной передачи. Например, кабель Cluster-bus ЛВС Cluster One содержал 11 проводников: 8 – для передачи данных, 2 – для протокола «рукопожатия» и 1 использовался для индикации активности шины.
Витая пара.
Это, в основном, неэкранированные витые пары UTP (Unshielded Twisted-Pair cable). UTP выпускаются пяти категорий (1 5). В ЛВС допускается применение категорий 3…5. Кабели категории 5 могут работать до частот в 100 Мгц. Волновое сопротивление UTP составляет 100 Ом. Для кабеля категории 5 установлено, к примеру, и минимальное число скручиваний на 1 фут длины – 8 скручиваний. Применяются (но значительно реже из-за стоимости) и экранированные витые пары STP.
Коаксиальный кабель.
Это толстый и тонкий коаксиальный кабель с сопротивлением 50 Ом. Пропускная способность кабеля достигает 500 Мбит/с в режиме модуляции высокочастотного сигнала и 100 Мбит/с – в немодулированном режиме.
Согласование электрической линии связи.
Чтобы сохранить форму сигналов в кабеле (исключить отражения) применяют концевые согласователи — терминаторы (см. рис.1.3.). Нужно также произвести заземление кабеля в одной точке для предотвращения образования выравнивающего тока.
Волоконно-оптический кабель.
И
спользуется,
в основном, тонкое (10 мкм) оптоволокно
с длиной световой волны 0,85 мкм или 1,2
мкм. Скорость передачи достигает 3
Гбит/с. Длина – десятки километров.
Кроме скорости имеются и такие
преимущества, как высокая помехозащищенность
и секретность (отсутствие излучения).
Недостатками же являются малая
механическая прочность и высокая
сложность монтажа.
Рис.1.3.
Радиоканал.
Преимущества данной среды это:
Большие расстояния до объекта (до сотен км.);
Высокие скорости передачи (до десятков Мбит/с);
Простота смены расположения объектов;
Не требуется кабель.
К недостаткам же относятся:
Высокая стоимость аппаратуры;
Низкая помехозащищенность и секретность передачи.
Инфракрасный канал.
Преимущества этой среды:
Не требуется кабель;
Отсутствие чувствительности к электромагнитным помехам.
Данная среда , однако, обладает такими недостатками, как:
Высокая стоимость передатчиков и приемников;
Невысокие скорости передачи (до 5 Мбит/с);
Не обеспечивается секретность передачи.
Этот способ удобен для связи компьютеров в одной комнате. Наиболее естественный тип топологии при этом – “шина”.