1. Основные определения и характеристики локальных вычислительных сетей (ЛВС).

Локальными сетями называют частные сети, размещающиеся в одном здании или на территории какой-либо организации размерами до нескольких километров. Их часто используют для объединения компьютеров и рабочих станций в офисах компании или предприятия для обмена информацией и предоставления совместного доступа к ресурсам сети (принтерам, сканерам и др.).

(ЛВС) применяются и при разработке коллективных проектов, например сложных программных комплексов. На базе ЛВС можно создавать системы автоматизированного проектирования. Это позволяет реализовывать новые технологии проектирования изделий машиностроения, радиоэлектроники и вычислительной техники. Кроме того, ЛВС позволяют реализовывать новые информационные технологии в системах организационно-экономического управления, а в учебных лабораториях вузов они позволяют повысить качество обучения

Локальные сети характеризуются: размерами, технологией передачи данных и топологией их построения.

Под размерами локальных сетей понимают длину сетевого кабеля, соединяющего компьютеры. Они могут находиться в пределах от 10м до 1 км.

По технологии организации локальные сети подразделяют на широковещательные и сети с передачей от "точки к точке" (point-to-point).

Широковещательные сети обладают единым каналом связи, совместно используемым всеми машинами сети. Пакеты, передаваемые одной машиной, получают все компьютеры сети. Пакет имеет поле "адрес", по которому, благодаря дешифратору адреса, только одна машина, которой предназначается сообщение, считывает его, а затем обрабатывает. Остальные машины игнорируют это сообщение.

Существует три основные топологии сети: шинная, кольцевая и топология типа "звезда", которые, обладают свойством однородности, то есть все компьютеры в такой сети имеют равные права в отношении доступа к другим компьютерам. Такая однородность структуры делает простой процедуру наращивания числа компьютеров, облегчает обслуживание и эксплуатацию сети. Однако, при этом в таких сетях использование типовых структур порождает различные ограничения, важнейшими из которых являются:

ограничения на длину связи между узлами;

ограничения на количество узлов;

ограничения на интенсивность трафика, порождаемого узлами сети.

Для снятия этих ограничений используются специальные структуризации сети и специальное структурообразующее оборудование - повторители, концентраторы, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы.

2. Уровни эталонной модели ЛВС.

В 80-м году международная организация по стандартизации приняла эталонную модель, которая называется Взаимодействие открытых систем (OSI). Она позволила поставщикам сетевых услуг унифицировать работу сетей. Эталонная модель OSI стала основной архитектурой модели для передачи межкомпьютерных сообщений. Эта модель разделяет процесс передачи информации между компьютерами на 7 элементов (уровней).

3. Международные стандарты IEEE для ЛВС. Стандарт IEEE 802.3. Стандарт IEEE 802.4. Стандарт IEEE 802.5.

Стандарт 802.3 – множественный доступ к сетям Ethernet с проверкой несущей и обнаружением конфликтов)описывает физический уровень и подуровень MAC для сетей, использующих шинную топологию и коллективный доступ с прослушиванием несущей и обнаружением конфликтов. Прототипом этого метода является метод доступа стандарта Ethernet (10BaseT, 10Base2, 10Base5). Метод доступа CSMA/CD. 802.3 также включает технологии Fast Ethernet (100BaseTx, 100BaseFx, 100BaseFl).

100Base-Tx – двухпарная витая пара. Использует метод MLT-3 для передачи сигналов 5-битовых порций кода 4В/5B по витой паре

100Base-T4 – четырехпарная витая пара. Вместо кодирования 4B/5В в этом методе используется кодирование 8B/6T.

100BaseFx – многомодовое оптоволокно. Эта спецификация определяет работу протокола Fast Ethernet по многомодовому оптоволокну в полудуплексном и полнодуплексном режимах на основе хорошо проверенной схемы кодирования и передачи оптических сигналов, использующейся уже на протяжении ряда лет в стандарте FDDI.

Этот метод доступа используется в сетях с общей шиной. Все компьютеры такой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть испол. для передачи данных между любыми двумя узлами сети.

Стандарт 802.4 (Token Bus LAN – локальные сети Token Bus) определяет метод доступа к шине с передачей маркера, прототип – ArcNet.

При подключении устройств в ArcNet применяют топологию «шина» или «звезда». Адаптеры ArcNet поддерживают метод доступа Token Bus (маркерная шина) и обеспечивают производительность 2,5 Мбит/с. Этот метод предусматривает следующие правила:

-       все устройства, подключённые к сети, могут передавать данные, только получив разрешение на передачу (маркер);

-       в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

-       кадр, передаваемый одной станцией, одновременно анализируется всеми остальными станциями сети.

Стандарт 802.5 (Token Ring LAN – локальные сети Token Ring) описывает метод доступа к кольцу с передачей маркера, прототип – Token Ring.

Сети стандарта Token Ring, так же как и сети Ethernet, используют разделяемую среду передачи данных, которая состоит из отрезков кабеля, соединяющих все станции сети в кольцо. Кольцо рассматривается как общий разделяемый ресурс, и для доступа к нему используется не случайный алгоритм, как в сетях Ethernet, а детерминированный, основанный на передаче станциями права на использование кольца в определенном порядке.

4.Основные топологии лвс.

Кольцевая топология предусматривает соединение узлов сети замкнутой кривой – кабелем передающей среды. Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение..

К ольцевая топология является идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство.. Можно использовать любые типы кабелей.

Последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов нарушает целостность кольца и требует принятия специальных мер для сохранения тракта передачи информации.

Шинная топология – одна из наиболее простых. Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано.

Э то обеспечивает высокое быстродействие ЛВС с шинной топологией. Сеть легко наращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов. Имеюя малую протяженность и не позволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.

Звездообразная топология базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов ЛВС друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла.

5. Базовые лвс Ethernet 10-Base.

10BASE-T —физический интерфейс Ethernet, позволяющий компьютерам связываться при помощи кабеля типа «витая пара». Название 10BASE-T происходит от некоторых свойств физической основы (кабеля). «10» ссылается на скорость передачи данных в 10 Мбит/с. Это значит, что только один Ethernet-сигнал может находиться на линии в конкретный момент времени. Другими словами, не используется мультиплексирование, как в широкополосных каналах. Буква «T» происходит от словосочетания(витая пара).

10BASE-T стал первым независимым от производителя стандартом реализации Ethernet с использованием витой пары. Однако на самом деле это была эволюционная переработка стандарта StarLAN фирмы AT&T, который имел версии со скоростями 1 Мбит/с и 10 Мбит/с.

Стандарт физического уровня стека osi[

В стеке протоколов OSI, 10BASE-T находится на физическом уровне. Ethernet выполняет адресацию на уровне канала данных и некоторое число функций физического уровня. В этом стеке, 10BASE-T — один из возможных стандартов физического уровня для реализации ethernet на витой паре — другими вариантами являются10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX и 1000BASE-T.