Схема построения и компоненты сети

Рис. 54 Топология локальной сети, напоминающая звезду, в которой все компьютеры сети соединены с центральным компьютером – центром звезды Рис. 55 Простейшая линейная схема построения локальной сети (топология «шина») Рис. 56 Топология локальной сети, в которой устройства последовательно соединены с помощью ненаправленных каналов передачи, образующих замкнутую фигуру, кольцо Сети подразделяются на: локальные сети (LAN Local Area Network) (как, на пример, Ethernet, Token Ring); внешние сети, сети удаленного общения (WAN Wide Area Network) (такие как, например, ISDN, Internet, Intranet и т.д.). Топология сетей Под топологией сетей понимают конфигурацию соединения элементов. Топология определяет важные свойства сетей. Структура сети может реализовываться в виде "звезды" (рис. 54). Одной из ее форм является "распределительная" сеть, которая используется в классических сетях обработки информации. При этом отдельный пользователь сети может пересылать данные всем другим пользователям (рис. 54). В сетях конфигурации "звезда с интеллектуальным центром" (рис. 54) несколько участников передают информацию одному-единственному принимающему центру ("собирательная сеть"). В "произвольной" конфигурации сети каждый участник может общаться друг с другом. Здесь очень распространены конфигурации как общей шины (рис. 55), так и кольца (рис. 56). Такие цепи больше всего распространены в системах пересылки общественной и личной информации. В соответствии с режимом работы (распределение, сбор, передача) различают сети, охватывающие определенную местность, как, например, общественные сети (WAN), локальные и внутренние сети (LAN). В отличие от открытых сетей частные закрытые сети, в большинстве случаев, не подсоединены к общественной. Общественная сеть может быть как с аналоговой (подключение телефонов и телефаксов), так и с цифровой передачей данных (ISDN Integrated Services Digital Network). Передача информации Под передачей информации понимается любая пересылка данных в системе компьютер – периферийные устройства (принтер, запоминающее устройство и т.д.) или между рабочими станциями, например, через локальные или общественные сети. Термин "передача информации" действителен и для передачи информации на большие расстояния. Передача информации может осуществляться непосредственно в режиме оnline или опосредованно через промежуточный накопитель в режиме оffline. Если общающиеся компьютерные системы находятся в одном тактовом ритме, то говорят о синхронной передаче, в противном случае – об асинхронной передаче. Если передача информации происходит битовыми сериями, то говорят о пакетной передаче, при одновременной передаче данных по нескольким каналам – о параллельной передаче.

Компоненты и функции телекоммуникационной системы

Телекоммуникационная система – это совокупность аппаратно и программно совместимого оборудования, соединенного в единую систему с целью передачи данных из одного места в другое. На Рис. 4.1 показаны компоненты типичной телекоммуникационной системы. Телекоммуникационная система способна передавать текстовую, графическую, голосовую или видеоинформацию. В этой главе описаны основные компоненты телекоммуникационных систем. В следующих разделах объясняется, как эти компоненты работают совместно друг с другом, образуя различные виды сетей.

Рис. 4.1 Основные компоненты телекоммуникационной системы

В состав типичной коммуникационной системы входят серверы, пользовательские компьютеры, каналы связи (на рисунке они обозначены красными линиями), а также активное оборудование – модемы, концентраторы и проч.

КОМПОНЕНТЫ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Ниже перечислены основные компоненты телекоммуникационной системы:

1. Серверы, хранящие и обрабатывающие информацию.

2. Рабочие станции и пользовательские ПК, служащие для ввода запросов к базам данных, получения и обработки результатов запросов и выполнения других задач конечных пользователей информационных систем.

3. Коммуникационные каналы – линии связи, по которым данные передаются между отправителем и получателем информации. Коммуникационные каналы используют различные типы среды передачи данных: телефонные линии, волоконно-оптический кабель, коаксиальный кабель, беспроводные и другие каналы связи.

4. Активное оборудование – модемы, сетевые адаптеры, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы и проч. Эти устройства необходимы для передачи и приема данных.

5. Сетевое программное обеспечение, управляющее процессом передачи и приема данных и контролирующее работу отдельных частей коммуникационной системы.

Функции телекоммуникационной системы

Чтобы передать информацию из одного пункта и получить ее в другом, телекоммуникационной системе нужно выполнить некоторые операции, которые главным образом скрыты от пользователей. Прежде, чем телекоммуникационная система передаст информацию, ей необходимо установить соединение между передающей (sender) и принимающей (receiver) сторонами, рассчитать оптимальный маршрут передачи данных, выполнить первичную обработку передаваемой информации (например, необходимо проверить, что ваше сообщение передается именно тому, кому вы его отослали) и преобразовать скорость передачи компьютера в скорость, поддерживаемую линией связи. Наконец, телекоммуникационная система управляет потоком передаваемой информации (трафиком).

Протоколы

Телекоммуникационная сеть обычно содержит разнообразные аппаратные и программные компоненты, которым необходимо работать совместно, чтобы передавать информацию. Различные компоненты сети "общаются" друг с другом, придерживаясь ряда правил, что и позволяет им работать всем вместе. Такой набор правил, регулирующий процесс передачи данных между двумя точками сети, называется протоколом (protocol). Каждое устройство в сети должно правильно "понимать" протокол другого устройства. Главные функции сетевых протоколов следующие: идентифицировать каждое устройство, участвующее в передаче данных, проверить, не нуждаются ли данные в повторной передаче, выполнить повторную передачу, если произошла ошибка. Несмотря на то, что коммерческие, правительственные и компьютерные учреждения осознают необходимость введения общих стандартов для передачи данных, в промышленности пока нет универсальных стандартов. В следующих главах вопросы внедрения стандартов на передачу данных рассмотрены подробнее.

ТИПЫ СИГНАЛОВ: АНАЛОГОВЫЕ И ЦИФРОВЫЕ. МОДЕМЫ

Поток информации в телекоммуникационной системе передается в виде электронных сигналов. Сигналы бывают двух типов аналоговые и цифровые. Аналоговый сигнал представляет собой непрерывные колебания синусоидальной формы. Аналоговые сигналы используются в основном при передаче голоса. Цифровой сигнал, в отличие от аналогового, является дискретным и имеет импульсную форму. С помощью цифровых сигналов информация передается, предварительно закодированная двумя дискретными значениями сигнала: 0 и 1. Как вы уже догадались, такая форма передачи данных весьма удобна при использовании компьютеров, которые понимают именно двоичную информацию. Но в большинстве коммуникационных каналах нельзя передавать цифровые данные без некоторого преобразования – все цифровые сигналы должны быть преобразованы в аналоговые, прежде чем быть переданными по каналу связи. Одним из устройств, применяющихся для преобразования сигналов, является модем (modem –MODulation/DEModulation, модуляция/демодуляция). Модемы обычно применяют для передачи данных через обычные телефонные линии (см. Видео 4.1).

Видео 4.1 Передача данных с помощью модема При передаче данных с помощью модема в качестве каналов связи используются обычные телефонные линии.

Схема работы модема приведена на Рис. 4.2. На передающей стороне модем преобразует цифровые сигналы, идущие от компьютера, в аналоговые, которые можно передавать по телефонной линии. На принимающей стороне модем выполняет преобразование аналоговых сигналов в цифровые, понятные принимающему компьютеру, сигналы (см. Видео 4.2, 4.3).

Рис. 4.2 Схема работы модема

Модем – это устройство, преобразующее цифровые сигналы, передаваемые компьютером, в аналоговую форму. На принимающей стороне модем выполняет обратное преобразование сигнала – из аналоговой формы в цифровую.

 

Видео 4.2 Назначение модема		Видео 4.3 Работа модема
Модем не только связывает компьютер с телефонной линией, но также выполняет другую важную функцию – преобразовывает сигналы компьютера в форму, в которой их можно передавать по телефонной линии.		На передающей стороне модем преобразует цифровые сигналы в аналоговую форму, после чего они передаются по телефонной линии. На принимающей стороне модем выполняет обратное преобразование сигналов – из аналоговой формы в цифровую, понятную компьютеру.

По исполнению модемы бывают внешними (internal) и внутренними (external). Внешний модем представляет собой небольшую коробочку, на передней панели которого расположен блок индикаторов работы устройства. На задней панели находятся два гнезда (см. Видео 4.4):

	для подключения кабеля, соединяющего модем с компьютером (RS-232 Interface);
	для соединения с телефонной линией (R-J11 Interface).

Видео 4.4 Внешний модем Внешний модем представляет собой отдельное устройство, на задней панели которого расположены гнезда для подключения к компьютеру (RS-232 Interface) и телефонной сети (R-J11 Interface).

Модем обычно подключается к последовательному порту компьютера. Для соединения с компьютером используется кабель RS-232. Для подключения к телефонной сети используется кабель с разъемами RJ-11 (см. Видео 4.5).

Видео 4.5 Подключение внешнего модема к компьютеру и телефонной сети Внешний модем представляет собой отдельное устройство, на задней панели которого расположены гнезда для подключения к компьютеру (RS-232 Interface) и телефонной сети (R-J11 Interface).

Внутренний модем вставляется в свободный слот расширения как любая другая карта, например, видеоадаптер (см. Видео 4.6).

Видео 4.6 Подключение внутреннего модема Внутренний модем просто вставляется в свободный слот расширения, как любая карта. После этого нужно только подключить модем к телефонной сети кабелем с разъемами R-J11.

ТИПЫ КАНАЛОВ СВЯЗИ

Каналы связи (communications channels) – это линии связи, по которым одно сетевое устройство передает данные другому. Канал связи может использовать различные виды среды передачи данных: витую пару, коаксиальный кабель, волоконную оптику, радио- и инфракрасные волны, спутниковые линии связи. Каждый из типов каналов связи имеет свои преимущества и недостатки. Обычно высокоскоростные каналы боле дороги, зато по ним можно быстро передавать большие объемы данных (что снижает значение показателя цена/бит). К примеру, соотношениецена/производительность может быть для компании лучше в случае использования спутникового канала связи, чем при использовании выделенной линии, если компания постоянно (100% времени) использует спутниковую связь. Также нужно принимать во внимание, что при использовании любой среды передачи скорость обмена данными сильно зависит от конфигурации аппаратного и программного обеспечения. Далее будут рассмотрены основные типы каналов связи – телефонные линии, коаксиальный кабель, витая пара, а также некоторые виды беспроводной связи.