5.3.2. Модели локальных вычислительных сетей

Компьютерная сеть – это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Компьютерную сеть можно представить сложной системой, включающей в свой состав:

• компьютеры;

• коммуникационное оборудование;

• операционные системы;

• сетевые приложения

Сетевая технология – это минимальный набор стандартных протоколов и реализующих их программно аппаратных средств, достаточный для построения вычислительной сети. Сетевые технологии называют базовыми технологиями.

В настоящее время насчитывается огромное количество сетей, имеющих различные уровни стандартизации, но широкое распространение получили такие известные технологии, как Ethernet, Token Ring, Arcnet, FDDI.

Наиболее распространенной в настоящее время является технология Ethernet. В сети Ethernet применяется стандартный коаксиальный кабель двух видов (толстый и тонкий), а также витые пары. При этом применяются  топологии типа “шина” и типа “звезда”.

Сопряжение компьютера с локальной сетью осуществляется с помощью сетевого адаптера, который предназначен также и для организации двунаправленного обмена данными в сети.

Сетевая карта вставляется в свободный слот расширения на материнской плате и  оборудована собственным процессором и памятью, а для подключения к сети имеет разъем типа RJ 45.

Наиболее распространены карты типа PCI, которые вставляются в слот  расширения PCI на материнской плате. В зависимости от применяемой технологии и сетевой карты скорость передачи данных в сети может быть: 10, 100 или 1000 Мбит/с.

Существует две модели локальных вычислительных сетей:

• одноранговая ЛВС;

• ЛВС типа клиент сервер.

Данные модели определяют взаимодействие компьютеров в локальной вычислительной сети. В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к данным, которые хранятся на его компьютере.

В одноранговой сети пользователю, работающему за любым компьютером доступны ресурсы всех других компьютеров сети. Например, сидя за одним компьютером, можно редактировать файлы, расположенные на другом компьютере, печатать их на принтере, подключенном к третьему, запускать программы на четвертом.

К достоинствам такой модели организации ЛВС относится простота реализации и экономия материальных средств, так как нет необходимости приобретать дорогой сервер. Несмотря на простоту реализации, данная модель имеет ряд недостатков:

• низкое быстродействие при большом числе подключенных компьютеров;

• отсутствие единой информационной базы;

• отсутствие единой системы безопасности информации;

• зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера, т.е. если компьютер выключен, то вся информация, хранящиеся на нем, будет недоступна.

Одноранговую модель сети можно рекомендовать для небольших организациях при числе компьютеров до 20 шт.

В ЛВС типа клиент сервер имеется один (или несколько) главных компьютеров серверов. Серверы используются для хранения всей информации в сети, а также для ее обработки. В качестве достоинств такой модели следует выделить:

• высокое быстродействие сети;

• наличие единой информационной базы;

• наличие единой системы безопасности.

Однако у данной модели есть и недостатки. Главный недостаток заключается в том, что стоимость создания сети типа клиент сервер значительной выше, за счет необходимости приобретать специальный сервер. Также к недостаткам можно отнести и наличие дополнительной потребности в обслуживающем персонале администраторе сети.

Организация работы локальной вычислительной сети предполагает определенный метод доступа к передающей среде метод, обеспечивающий выполнение совокупности правил, по которым узлы сети получают доступ к ресурсу.

Существуют два основных класса методов доступа: детерминированные, недетерминированные.

Детерминированные методы доступа сводятся к тому, что передающая среда распределяется между узлами с помощью специального механизма управления, гарантирующего передачу данных узла в течение некоторого, достаточно малого интервала времени.

Наиболее распространенными детерминированными методами доступа являются метод опроса и метод передачи права. Метод опроса используется преимущественно в сетях с топологией «звезда».

Метод передачи права применяется в сетях с кольцевой топологией. Он основан на передаче по сети специального сообщения маркера.

Недетерминированные методы случайные методы доступа, предусматривающие конкуренцию всех узлов сети за право передачи. Возможны одновременные попытки передачи со стороны нескольких узлов, в результате чего возникают коллизии.

Наиболее распространенным недетерминированным методом доступа является множественный метод доступа с контролем несущей частоты и обнаружением коллизий.

Следует отметить, что топология сети, метод доступа к передающей среде и метод передачи тесным образом связаны друг с другом. Определяющим компонентом является топология сети.