странённым байт-ориентированным протоколом является протокол двоичной синхронной связи BSC (Binary Synchronous Communication), созданный фирмой IBM.

Бит-ориентированный протокол предусматривает передачу информации в виде потока битов. Для разделения кадров используются специальные последовательности – флаги. Этот протокол удобен для коммуникационной среды и не очень удобен для ЭВМ, т. к. из сообще- ния необходимо выделять байты информации. Он является более скоростным, чем байт- ориентированный.

Для нижних двух уровней Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектро-

нике ИИЭР (IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.) разработаны стандар-

ты, известные как Project 802, названные в соответствии с годом (1980) и месяцем (февраль) своего издания.

Это стандарты для физических компонентов сети – интерфейсных плат и кабельной системы, т. е. для канального и физического уровня модели открытых систем. Стандарты, определённые Project 802, делятся на 16 категорий, каждая из которых имеет свой номер (от 802.1 до 802.16), например, 802.1 – верхние уровни и административное управление, 802.6 – городские сети, 802.11 – беспроводные сети.

5.6. Локальные вычислительные сети (ЛВС) и их топологии

Основное назначение каждой компьютерной сети – представление информационных и вычислительных ресурсов. Компьютерные сети состоят из серверов и рабочих станций.

Сервер – компьютер, подключённый к сети и обеспечивающий её пользователей оп- ределёнными услугами. Серверы хранят данные и являются источниками ресурсов сети. Ра- бочая станция – персональный компьютер, подключённый к сети, через который пользова- тель получает доступ к его ресурсам. Эта станция может работать как в сетевом, так и в ло- кальном режиме.

Клиент – задача, рабочая станция или пользователь компьютерной сети. В процессе обработки данных клиент формирует запрос на сервер для выполнения сложных процедур: чтение файла, поиск информации базе данных и т. п. Сервер выполняет запрос, результаты выполнения запроса передаются клиенту. Для подобных систем принята терминология кли-

ент – сервер.

Компьютерные сети подразделяются на два типа: одноранговые сети и сети на осно- ве выделенного сервера. Между этими двумя типами сетей существует принципиальные раз- личия. В одноранговой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих стан- ций и нет единого устройства для хранения данных. Все компьютеры в такой сети равно- правны. Пользователю сети доступны все, подключённые к другим станциям. Такая сеть вы- соконадёжна и имеет сравнительно небольшую стоимость. Одноранговые сети, как правило, объединяют не более десятка компьютеров. К недостаткам относятся следующие обстоя- тельства: эффективность работы сети зависит от количества станций, управлять такой сетью сложно, также сложно обеспечить качественную защиту информации, кроме того, в такой сети трудно модифицировать и обновлять программное обеспечение.

В сетях с выделенным сервером один из компьютеров (сервер) выполняет функции хранения данных, управления взаимодействием между рабочими станциями и ряд сервисных функций. На сервере устанавливается сетевая операционная система, к нему подключаются все выделяемые внешние устройства – жёсткие диски, принтеры, модемы. Взаимодействие между рабочими станциями устанавливается через сервер. В такой сети возможно построить надёжную систему защиты информации, она обеспечивает высокое быстродействие, просто управляема, в ней отсутствует ограничение на число рабочих станций. К недостаткам надо отнести высокую стоимость сети, зависимость быстродействия и надёжности работы сети от сервера, меньшую гибкость системы по сравнению с одноранговой сетью.

По территории, где расположена ЛВС, вычислительные машины могут быть распо- ложены самым причудливым образом. С точки зрения методов управления ЛВС взаимное

208

расположение ЭВМ имеет большое значение.

Топология ЛВС – это усреднённая геометрическая схема соединения узлов сети. Для ЛВС типичными являются четыре топологии: шинная, звездообразная, кольцевая и ячеистая.

Компьютерная сеть рассматривается как совокупность узлов сети, а узел – это любое устрой- ство, подключённое к передающей среде сети.

qШинная топология самая простая. В ней используется один кабель, называе- мый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры

209

Основной недостаток сети – большие затраты на прокладку кабеля и высокая стоимость системы в целом.

На практике кроме базовых технологий применяются их комбинации - комбинирован- ные технологии, чаще всего звезда-шина и звезда-кольцо.

Локальные вычислительные сети могут объединяться. Самый простой способ – объе- динение одинаковых сетей в пределах ограниченного пространства. Для этого используют мосты. Мост – это устройство, соединяющее две сети, использующие одинаковые методы передачи данных. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управ- лением однотипных сетевых операционных систем.

Сеть сложной конфигурации, представляющая собой соединение нескольких сетей, нуждается в специальном устройстве. Задача этого устройства – отправить сообщение в нужную сеть. Такое устройство называется маршрутизатором или роутером. Маршрутиза- тор – устройство, соединяющее сети разного типа, но использующие одну операционную систему. Кроме того, маршрутизатор обеспечивает балансировку нагрузки в сети, перена- правляя потоки сообщений по свободным каналам связи.

Для объединения ЛВС совершенно различного типа, работающих по существенно от- личающимся друг от друга протоколам, предусмотрены специальные устройства – шлюзы. Шлюз – устройство, позволяющее организовать обмен данными между двумя сетями, ис- пользующими различные протоколы взаимодействия. Шлюз осуществляет свои функции на уровне выше сетевого. С помощью шлюзов можно локальную сеть подключить к глобаль- ной. Мосты, маршрутизаторы и шлюзы конструктивно выполняются в виде плат, которые устанавливаются на компьютерах.

5.7. Физическая передающая среда ЛВС и методы доступа к ней

Физическая передающая среда – это прежде всего кабели. Они бывают трёх видов:

витая пара проводов, коаксиальный кабель и оптоволоконный кабель.

Витая пара состоит из двух изолированных проводов, свитых между собой. Скручи- вание уменьшает влияние внешних электромагнитных полей на передаваемые сигналы. Пример – телефонный кабель. Характеристики пары: размеры, тип изоляции, шаг скручива- ния. Этот вид передающей среды дешёв. Витая пара может быть неэкранированной и экра- нированной. Последняя помещена в медную оплётку, а пары проводов обмотаны фольгой. Основной недостаток витой пары – низкая скорость передачи информации (до 1 Мбит/c) и плохая помехозащищённость.

Коаксиальный кабель обладает более высокой механической прочностью и помехо- защищённостью. Существуют два типа коаксиальных кабелей: тонкий (диаметр 0.64 см) и толстый (диаметр 1.27 см). Первый передаёт сигнал без затухания на 185 м, второй почти на 500 м (см. рис. 5.12). Скорость передачи информации 10-50 Мбит/c.

Оптоволоконный кабель – самая удобная передающая среда. На него не действуют электромагнитные поля, он сам практически не излучает, поэтому обнаружить его трудно, что отвечает требованиям секретности. В оптоволоконном кабеле цифровые данные распро- страняются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов (см. рис. 5.13). Данные могут передаваться на многие километры. Скорость передачи от 100 Мбит/c до

210