Глава 5. Локальные сети

В данной главе описана технология Ethernet – наиболее распространенная технология современных локальных сетей.

5.1. Классификация и характеристики локальных сетей

Локальные вычислительные сети (ЛВС, LAN) — это распределенные вычислительные системы, объединяющие компьютеры, находящиеся в пределах одного или нескольких зданий. Узлы локальной сети находятся, как правило, в пределах 3 км.

Локальные сети классифицируются, прежде всего, по протоколам 1 и 2 уровней OSI, то есть, по технологии используемого сетевого оборудования: Ethernet, Token Ring, FDDI, AppleTalk.

По масштабам и иерархии построения различают:

1. а) сети рабочих групп (5-20 станций);

2. б) сети отделов (20-100 станций);

3. в) сети предприятий (корпоративные сети).

Последние часто имеют развернутую структуру сетевых служб и по географии иногда выходят за рамки локальных сетей, образуя кампусные сети, сети с удаленным доступом, а также сети других масштабов, вплоть до корпоративных частных глобальных сетей. Количество станций в корпоративных сетях варьируется в широких пределах: от 20 компьютеров до десятков тысяч.

Одной из главных характеристик локальных сетей, как и остальных видов компьютерных сетей, являются их пропускные способности, диапазоны которых приведены в таблице 8 выше.

5.2. Основы технологии Ethernet. Физическая и логическая топологии

Для понимания принципов Ethernet необходимо общее представление о принципах работы компьютерных сетей и разбиения задачи сетевой связи на уровни, изложенных выше.

Ethernet в переводе с английского означает «Эфирная сеть». Предшественницей этой технологии была система радиосвязи для разбросанных по Гавайскому архипелагу станций под названием ALOHA. Основываясь на принципах, заложенных в ALOHA, компания Xerox построила свою собственную кабельную сеть с пропускной способностью 2,94 Мбит/с для связи максимум 100 компьютеров. Проект оказался настолько успешным, что Xerox совместно с DEC и Intel разработала затем спецификацию для Ethernet на 10 Мбит/с. Позднее эта спецификация легла в основу международного стандарта IEEE 802.3.

В настоящее время термин Ethernet используется для описания всех локальных сетей, использующих метод коллективного доступа к среде передачи данных с опознанием несущей и обнаружением коллизий. Перед тем, как описать этот метод, введем понятие логической топологии сети.

Физическая топология сети — это реальное соединение ее узлов и линий связи. Физическая топология может отличаться от логической. Поясним разницу.

Первые сети Ethernet строили на основе коаксиального кабеля и имели физическую топологию «шина» (рис. 10, б). Современные локальные сети Ethernet и Fast Ethernet строятся на основе витой пары и концентраторов (коммутаторов) по физическим топологиям «звезда» (рис. 10, в) и «дерево» (рис. 10, г). Осталась также обратная совместимость с сетями Ethernet на коаксиале, такие смешанные сети строятся по комбинированной топологии (рис. 10, е).

Логическая топология — это схема соединения, связанная с методом доступа к передающей среде. По-скольку при технологии Ethernet все компьютеры локальной сети имеют возможность одновременного доступа к передающей среде, логическая топология является «шиной». Несмотря на изменение физической топологии в Fast Ethernet, при этом не изменился метод доступа к среде, следовательно, логическая топология также не изменилась.

Для более глубокого понимания смысла логической топологии приведем характерный пример из технологии Token Ring. Тут напротив, используется логическая топология «кольцо», при которой станции сети имеют строго поочередный доступ к передающей среде, независимо от физической топологии сети, которая может быть как кольцом (рис. 10, д), так и шиной (рис. 10, б).