1.2. Основные понятия и определения

Рассмотрим кратко основные понятия и определения, характеризующие ЛКС, которые потребуются для понимания дальнейшего материала.

Физическая среда передачи данных (Transmission medium)–физический материал, по которому перемещаются данные между подключенными станциями ЛКС (например, витая пара, коаксиальный кабель, волоконно–оптический кабель и др.).

Сетевой адаптер (Network adapter)–специальное устройство, с помощью которого осуществляется подключение средств ВТ к физической среде передачи данных и их взаимодействие с сетью по определенным правилам. Иногда адаптер называют также сетевым контроллером, сетевой интерфейсной платой или картой. В большинстве случаев адаптер представляет собой сложную электронную схему, вставленную в компьютер или другое оборудование узла ЛКС.

Узел сети (Network Node)–совокупность сетевого адаптера и подключенного к нему оборудования, предназначенного для работы в ЛКС.

Рабочая станция (Workstation, сокращенно WS)–оборудование узла ЛКС, непосредственно предназначенное для решения задач пользователя (например, персональная ЭВМ и др.).

Сервер (Server)–специализированная станция ЛКС, выполняющая определенные функции сети по запросам других станций (например, файл–сервер управляет работой всей сети, принт–сервер управляет организацией печати информации на сетевых принтерах и т.д.).

Сообщение (Message)–блок данных, объединенных смысловым содержанием, имеющий определенную структуру и пригодный для обработки, пересылки и использования пользователями ЛКС (например, файл электронной почты и др.).

Пакет (Packet)–часть сообщения, являющаяся единицей информации, используемой в сетевых коммуникациях. Имеет строго определенную структуру, включая заголовки и поле данных. Может содержать запрос услуг, информацию о том, как обрабатывать этот запрос, и данные, которые будут обслуживаться. Любое сообщение, сформированное сетевым устройством (рабочая станция, файловый сервер и др.), размер которого превышает максимально допустимый, делится источником информации на части и пересылается узлом через среду передачи в виде нескольких пакетов. При этом на узле–получателе информации из поступающих пакетов собирается полное сообщение.

Кадр (Frame)–специальным образом оформленный и обрамленный пакет, передаваемый как единое целое (побитно) через среду передачи ЛКС.

Протокол (Protocol)–специальное соглашение (набор правил и требований) по форматам и семантике представляемых (передаваемых) данных, а также синхронизации процесса передач. Протоколы регулируют взаимодействие различных аппаратных и программных компонентов ЛКС.

Трафик (traffic)–совокупность (поток) данных, циркулирующих в физической среде передачи данных ЛКС. Понятие трафика может быть использовано для грубой оценки уровня использования среды передачи данных (например, тяжелый, легкий, с резкими колебаниями т.д.) и вместе с тем трафик имеет вполне конкретные и измеряемые характеристики (например, интенсивность трафика, измеряемая в бит/с или пакетов/с, и т.д.).

В связи с тем, что среда передачи в ЛКС является общим и разделяемым ресурсом для всех узлов сети, необходим метод (совокупность правил), в соответствии с которым узлы будут иметь доступ к этому ресурсу. Такой метод принято называть “методом доступа”. Существующие методы доступа делятся на три основных класса: случайные, детерминированные и комбинированные.

При случайном (или иначе недетерминированном) методе доступа все узлы ЛКС функционируют в режиме конкуренции за среду передачи и любой рабочей станции предоставляется возможность доступа к среде в случайный момент времени. При этом возможны одновременные попытки передачи нескольких различных станций, в результате чего наступает так называемая “коллизия” (collision)–искажение передаваемых кадров. Последняя ситуация весьма нежелательна и разрешается определенными методами.

При детерминированном (или иначе “предсказуемом”) методе доступа передающая среда разделяется между узлами с помощью специального управляющего механизма (алгоритма), гарантирующего передачу подготовленных данных узла в течение достаточно малого интервала времени. При этом, как правило, практически полностью используется пропускная способность физических средств соединения и обеспечивается отсутствие коллизий в передающей среде.

Комбинированные методы доступа представляют собой использование случайных и детерминированных методов в различные моменты времени.

По способу использования физической среды передачи ЛКС делятся на два основных класса:

0. узкополосные сети (Baseband Network);

1. широкополосные сети (Broadband Nerwork).

Узкополосные ЛКС используют передачу данных в их естественном цифровом (немодулированном) виде на единой базовой частоте. При этом в каждый момент времени только два сетевых пользователя используют среду передачи. Единственным способом коллективного использования базовой частоты является применение TDM–механизма (Time Division Multiplexing–мультиплексирование путем разделения времени или временное уплотнение). Среда передачи узкополосных ЛКС получила специальное название “моноканал”.

Широкополосные ЛКС используют принцип частотного уплотнения FDM (Frequency Division Multiplexing–мультиплексирование путем разделения частоты), позволяющий нескольким сетевым пользователям одновременно передавать данные без взаимных коллизий на разных частотах, так называемых каналах (channels), по одному и тому же кабелю. При передаче/приеме данных каждый частотный канал использует свой собственный модем, т.е. данные передаются в аналоговом (модулированном) виде. Среда передачи широкополосных ЛКС получила специальное название “поликанал”.

ЛКС называется гомогенной (homogeneous) или однородной, если она состоит из однотипных узлов, имеющих однотипную архитектуру и использующих одну операционную систему.

ЛКС называется гетерогенной (heterogeneous) или разнородной в противном случае.

Весьма важным показателем работы ЛКС является скорость передачи данных, которая измеряется в единицах: бит/с или бод (baud). В ЛКС необходимо различать два понятия скорости передачи.