1.3. Комунікаційні технології локальних комп'ютерних мереж

Під час роботи в мережевому середовищі виникає проблема забезпечення послідовності передавання даних. Якщо дві станції почнуть одночасно передавати дані, то результуючий сигнал буде спотворений унаслідок накладання. Для уникнення таких ситуацій використовують спеціальні алгоритми керування послідовністю учасників мережі доступу до середовища обміну.

Спосіб організації послідовності використання станцією мережі середовища обміну даними називається методом доступу.

Найбільшого поширення набув метод доступу CSMA/CD (колективний доступ із контролем центральної станції і виявленням колізій), запропонований фірмою XEROX, і метод доступу з маркером, запропонований фірмою IBM.

Колективний доступ із контролем центральної станції і виявленням колізій — CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) — грунтується на наданні всім станціям рівних прав на використання каналу. Більшу частину часу кожна станція перебуває в стані «прослуховування» каналу, визначаючи, чи не для неї призначені передані по ньому дані. Коли станція починає передавати повідомлення, вона робить це після перевірки того, що канал ніким не зайнятий. У разі, якщо кілька станцій починають передавати повідомлення одночасно, виникає конфліктна ситуація — колізія. Конфліктуючі станції припиняють передавати дані і починають процедуру розв'язання колізії— відновлюють передавання через певний інтервал часу, що задається випадковою величиною.

Маркований доступ — полягає в послідовному наданні кожній робочій станції можливості розпочати передавання даних. Послідовність передавання даних центральна станція визначає шляхом передавання спеціального повідомлення — маркера. Під час побудови мереж такого типу не обов'язково об'єднувати робочі станції на фізичному рівні по колу. Дуже часто використовується логічне кільце: коли центральний комп'ютер почергово передає спеціальний сигнал (маркер) кожному учаснику мережі.

1.4. Мережеві технології (ethernet, fast ethernet, fddi, atm)

Ethernet. Це мережа з високою продуктивністю і низькою вартістю. Вона нескладна в установці й експлуатації, для якої розроблено різноманітне обладнання. Вона має вже 20-річну історію. Початкову версію Ethernet в середині 70-х років розробила фірма Xerox, їй і належить ця назва. На початку 80-х років фірма Digital Equipment спільно з Intel і Xerox підготували й опублікували специфікації Ethernet (іменовані стандартом DIX за першими літерами назв фірм), у яких використовувався метод доступу CSMA/CD. Стандартна швидкість передачі даних—10 Мбіт/с. Відповідно до цих специфікацій безліч фірм почали випускати мережеве обладнання, спонукаючи до впровадження локальних мереж. Цей досвід у 1985 році був узагальнений у міжнародному стандарті IEEE 802.3.

Саме наявність у мережі колізій накладає обмеження на максимальну кількість робочих станцій в одному сегменті мережі, змушує великі мережі розділяти на менші та об'єднувати їх в одне ціле за допомогою спеціального обладнання.

Fast Ethernet подібний до свого попередника. Основа Ethernet залишилася без змін, і тільки частота тактування сигналу збільшилася вдесятеро. Формат пакета, довжина, метод контролю помилок, керуючої інформації — усе це залишається без змін для обох стандартів. Тому в міжнародному стандарті IEEE технологія Fast Ethernet схарактеризована як «справжній» Ethernet і віднесена до підкомітету 802.3. З огляду на вищесказане, не дивно, що майже усі фірми перейшли на випуск обладнання для Fast Ethernet. Ось деякі з них: 3Com, Bay Networks, Cabletron, Cray Communication, DEC, Lannet, NEC тощо.

Переходячи на технологію Fast Ethernet, необхідно змінити всі плати і концентратори (для побудови мережі на витій парі потрібен концентратор) і врахувати, що для Fast Ethernet обмежено діаметр мережі, хоча відстань від робочого місця до концентратора залишається незмінною —-100 м. Але це обмеження, як і у випадку традиційного Ethernet, легко усувається за допомогою додаткових пристроїв — мостів, комутаторів тощо.

Нині обладнання Fast Ethernet, вартість плат і концентраторів порівняно з аналогічним обладнанням для традиційного Ethernet не набагато вища. Мережі Fast Ethernet мають кілька стандартів. Найпоширеніший з них— 100 Base-TX.

Сучасні технології Ethernet розраховані на швидкість 100 Мбіт/с.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) є стандартом, який найбільше підтримують виробники. Його використовують як магістральний канал під час об'єднання кількох локальних мереж або навантажених ділянок цих мереж. FDDI з'явився як рішення для створення оптоволоконних магістральних каналів, а також підключення робочих груп або станцій із високими вимогами до смуги пропускання.

Стандарт дає змогу підключитися до 500 станцій (на відстані до 2 км загальної протяжності мережі до 100 км).

Серед головних переваг FDDI насамперед необхідно назвати високу відмовостійкість, вмонтовані засоби управління мережею, можливість задания смуги пропускання і забезпечення гарантованого доступу. Ці властивості FDDI дають змогу працювати з критичними задачами, для яких потрібна широка смуга пропускання. Тому організація серверных груп (централізованого кластера серверів), магістральних каналів, груп високопродуктивних робочих станцій є основною сферою застосування FDDI.

Щодо недоліків, насамперед необхідно наголосити на складності й високій вартості обладнання. Це обмежує використання FDDI на рівні робочих місць. Але, незважаючи на це, технологія й дотепер є найкращою для організації магістральних каналів локальних мереж і робочих груп із підвищеними вимогами до смуги пропускання.

ATM. Однією з найперспективніших сучасних технологій є ATM (Asynchronous Transfer Mode). Розробкою специфікацій для неї займаються фірми ITU (International Telecom Union) і ATM Forum. Технологію ATM специфіковано для використання в локальних мережах широкої смуги пропускання — від 52 Мбіт/с до 622 Мбіт/с. Передбачається, що ATM зможе працювати як магістралі для ЛВС, а також і на рівні робочого місця. ATM знадобиться й для роботи дуплексних мультимедіа — прикладних програм реального часу, що забезпечують передавання звукової, відеоін-формації. ATM використовуватимуть як магістралі для об'єднання мереж із застосуванням FDDI або Fast Ethernet.

Надзвичайно важливою рисою цієї технології є можливість ATM працювати у глобальних мережах так само, як і в середовищі локальних мереж.

Деякі з сучасних виробників планують найближчим часом випустити ATM-обладнання (уже з'явилися перші мережі на основі ATM). Необхідно зазначити, що нині ця технологія є найскладнішою та найдорожчою. Але необхідно буде докласти значних зусиль, щоб перепроектувати мережу після об'єднання ATM з існуючими технологіями.