2.2. Загальні принципи побудови глобальних мереж

Глобальна мережа передавання даних - це мережа з’єднаних між собою за допомогою спеціального телекомунікаційного обладнання і каналів зв’язку абонентів, розташованих на великій території (в різних містах, державах, континентах).

Сучасні глобальні мережі забезпечують передавання окрім комп’ютерних даних самої різноманітної інформації: мультимедійної, факсимільної, банківської, наукової, навігаційної, метеоданих і т.п. В залежності від виду інформації, яку вони передають глобальні мережі можуть мати різні види термінального обладнання, від поодиноких касових апаратів та вимірювальних приладів до сучасних термінальних комплексів, які забезпечують передавання як комп’ютерних даних, так і мультимедійної та іншої інформації. Абонентами глобальної мережі можуть бути локальні комп’ютерні мережі та поодинокі комп’ютери різних класів, від персональних до мейнфреймів і суперЕОМ.

До найбільш важливих компонентів глобальних мереж можна віднести:

• термінальне обладнання абонентів;

• канали зв’язку з апаратурою передавання даних;

• телекомунікаційне обладнання;

• мережеві операційні системи;

• стеки телекомунікаційних протоколів;

• мережеві додатки.

Телекомунікаційне обладнання разом з каналами зв’язку cтановить власне глобальну мережу, до якої під’єднується обладнання абонентів. Воно, як правило, перевищує вартість термінального абонентського обладнання разом з його програмним забезпеченням. Операційні системи разом із стеком комунікаційних протоколів складають програмну платформу мереж і в значній мірі визначає ефективність їх роботи цілому. Мережеві додатки зорієнтовані на задачі користувачів мережі.

Глобальні мережі будуються за певними мережевими технологіми - набором стандартних протоколів (правил) і використовують конкретні програмні і апаратні засоби, які реалізіють ці протоколи. Важливим показником мережі є її топологія - конфігурація зв’язків між абонентами і комутаційними вузлами мережі.

2.3. Загальні принципи побудови локальних мереж

Вже на основі аналізу загальних принципів побудови мереж передавання даних стає зрозумілим, що мережа є складним комплексом взаємопов’язаних апаратних і програмних компонентів. Відмінності основних компонентів глобальних і локальних мереж залежать як від їх організації, так і задач, які вони виконують. До основних компонентів локальних мереж відносяться:

• комп’ютери;

• комунікаційне обладнання;

• структуровані кабельні системи;

• мережеві операційні системи;

• мережеві додатки.

У сучасних LAN комунікаційне обладнання разом із структуризованими кабельними системами належить до основного обладнання мережі і за своєю вартістю зрівнялося з вартістю комп’ютерів і програмного забезпечення. Операційні системи складають програмну платформу мереж і в значній мірі визначають ефективність їх роботи цілому. Мережеві додатки зорієнтовані на задачі користувачів і забезпечують реалізацію служб мережі.

Локальні комп’ютерні мережі є різновидністю мереж передавання даних і, відповідно, будуються згідно з вимогами певної базової технології. Базова технологія локальної мережі- це узгоджений набір стандартних протоколів і апаратно-програмних засобів, які ці протоколи реалізують. Під протоколом розуміють набір формалізованих правил, які описують формати повідомлень, які використовуються в даній мережі, та способи їх передавання між вузлами мережі

Стандарти базових технологій LANописують методи передавання даних, апаратно-програмні засоби їх реалізації, висувають вимоги до їх структури та параметрів, правил експлуатації і т.д. (аж до типу роз’ємів і способу використання проводів кабеля).

Найбільш поширеними базовими технологіями локальних мереж є: Ethernet,TokenRing,FDDI, 100VGта ін.

Кожна технологія побудови мережі передбачає використання спеціального комунікаційного обладнання та програмного забезпечення. Технологія може мати декілька специфікацій, які описують побудову різних варіантів мережі, наприклад використання різного фізичного середовища. Так, мережаEthernetможе будуватися на різних типах коаксиального кабелю, кабелю на основі скручених пар та оптоволоконних кабелів.

До системних програмних засобів технології відносяться:

• протокольні модулі, які визначають і регулюють спосіб взаємодії між компонентами мережі;

• програми апаратного рівня, які керують роботою технічних засобів;

• комунікаційні програми, які забезпечують передачу даних між компонентами мережі.

До основних апаратних комунікаційних засобів локальних мереж (LAN) відносяться мережеві адаптери, повторювачі, концентратори, мости, комутатори, шлюзи і маршрутизатори.

Формальними ознаками технологій побудови локальних комп’ютерних мереж є:

1. Метод доступу до фізичного середовища - процедура отримання права на передачу даних у фізичне середовище.

2. Швидкість передавання даних.

3. Тип фізичного середовища, по якому передаються дані.

4. Топологія - спосіб з’єднання комп’ютерів між собою.

5. Максимальний діаметр мережі - віддаль між найбільш віддаленими комп’ютерами.

6. Максимальне число комп’ютерів.

Під методом доступу до фізичного середовища розуміють послідовність дій, які повинен виконати комп’ютер, щоб отримати дозвіл на передавання своїх даних у фізичне середовище мережі. Існуючі методи доступу до фізичного середовища та їх характеристики будуть приведені нижче при описанні конкретних технологій локальних мереж.

Швидкість передавання даних вимірюється в одиницях [біт/сек],є важливою характеристикою мережі і визначає ефективність її використання. Інколи замість швидкості передавання даних подають тактову частоту мережі.

Стандарти структурованих кабельних систем описують побудову фізичного середовища мережі з допомогою різних типів кабелів на основі екранованих та неекранованих скручених пар, волоконнооптичних та коаксиальних кабелях. Вони висувають вимоги до структури кабельної системи, довжин кабельних сегментів, розташування кінцевих та проміжних вузлів мережі, комутаційних шаф, розміщення в них комутаційного обладнання.

Топологією мережі називається конфігурація графа, вершинами якого є комп’ютери, а ребрами – фізичні зв’язки між ними. Розрізняють фізичну і логічну топологію (фізичні і логічні зв’язки). Фізична топологія – це конфігурація електричних зв’язків, утворених окремими сегментами фізичного середовища. Логічна топологія - це конфігурація інформаційних потоків в мережі. Найбільшого поширення в локальних мережах здобули топології типу загальна шина, кільце, зірка, ієрархічна зірка та деякі інші.

Діаметр і число комп’ютерів у сегменті мережі у загальному випадку залежить від її технології та специфікації фізичного середовища, на якому вона побудована. Так стандарти мережі Ethernet, побудованій на скручених парахUTP, обмежують її діаметр при умові використання повторювачів 500 м. Максимальна віддаль між комп’ютерами мережіFDDIна одномодових волоконно-оптичних кабелях може сягати десятків кілометрів.Число комп’ютерів у мережі Ethernetна тонкому коаксиаліRG-58 обмежене числом 30, а на паріUTP- 1024.

Приклад побудови локальної мережі приведений на рис. 2.3. Ця мережа побудована за топологією "загальна шина", яка є характерною для деяких специфікацій технології Ethernet. До її складу входять робочі станції, більш потужний центральний комп’ютер та друкуючий пристрій (принтер).До кабелів (фізичного середовища) комп’ютери під’єднуються з допомогою мережевих адаптерів, які на схемі не показані. Мережеві адаптери разом з програмою-драйвером організовують комп’ютерам доступ до фізичного середовища та перетворюють послідовність біт в електричні сигнали, які поступають у лінію.