Лекция №4. Техническое обеспечение ИС. Сети. Каналы связи. Протоколы.

С целью повышения производительности и надежности автономные компьютеры объединяются в ком­плексы с помощью определенных технических и программных средств. Компьютерные сети.

Сеть - группа компьютеров, соединенных каналами связи.

Компьютеры, подключенные к сети могут выполнять 2 функции:

Рабочая станция - любой компьютер, подключенный к сети, на котором работает пользователь.

Сервер - компьютер, который управляет сетью и накапливает у себя все данные рабочих станций.

Выделяют следующие виды сетей:

Локальные сети - это сети, состоящие из близко расположенных компьютеров, чаще всего находящихся в одной комнате или здании.

Глобальные сети - объединяют компьютеры или локальные сети, расположенные далеко друг от друга.

Для подключения компьютеров в сеть используются модемы.

Топология сетей.

Топология - это способ соединения компьютеров друг с другом.

Существует 5 основных способов соединения сетевых устройств в единую сеть. Здесь в качестве узлов сети могут выступать не только компьютеры-клиенты и терминалы, но и серверы, сетевые принтеры, устройства хра­нения данных и другие распределяемые в данной сети ресурсы.

Следует отметить, что топология каждого типа обеспечивается отдельным комплексом оборудования, кабе­лей, соединяющих устройств, методов маршрутизации и служебного программного обеспечения. Выбор той или иной топологии может быть обусловлен несколькими причинами - структурой организации, взаимным террито­риальным расположением сетевых ресурсов, используемым способом обработки данных (централизованный или распределенный) и просто техническими характеристиками оборудования.

Звезда Кольцо Иерархическая

В топологии "звезда" роль центрального блока может играть либо отведенный для этого компьютер, либо специальное коммуникационное устройство, называемое ЬиЬ. "Звезда" часто используется при централизован­ной обработке данных и когда компьютеры разбросаны территориально, например, в разных помещениях зда­ния. В "кольце" данные циркулируют по кругу в одном направлении от одного компьютера к другому, пока не найдут своего получателя. Иерархическая топология обычно повторяет структуру организации, когда главная ЭВМ находится в центральном офисе (А), а рабочие места пользователей (Б-Н) подключаются к ЭВМ, отве­чающим за обработку данных в своих подразделениях (В,С). Шина применяется, если необходимо соединить в сеть компьютеры, находящиеся близко друг от друга, например, в одном помещении. Однако развитые сети в большинстве организаций строятся на основе гибридной топологии. Особенно часто в локальных сетях встре­чаются гибриды "звезды" (для соединения компьютеров в отдельных офисах) и "шины" (для соединения рабо­чих мест внутри одного офиса).

Топология типа Ши́на

Данная топология представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала (рис1.)

Рис.1. Топология типа шина.

Достоинства

1. Небольшое время установки сети;

2. Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);

3. Простота настройки;

4. Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети;

Недостатки

1. Любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;

2. Сложная локализация неисправностей;

3. С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

Применение

Сегмент компьютерной сети, использующей коаксиальный кабель в качестве носителя и подключенных к этому кабелю рабочих станций. В этом случае шиной будет являться отрезок коаксиального кабеля, к которому подключены компьютеры.

Звезда́

Это базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор) (Рис.2).

Рис.2. Топология звезда

Достоинства

1. Выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

2. Хорошая масштабируемость сети;

3. Лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

4. Высокая производительность сети

5. Гибкие возможности администрирования

Недостатки

1. Выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети в целом;

2. Для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

3. Конечное число рабочих станций , т.е. число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном концентраторе;

Применение

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель витая пара.

Кольцо́

Это базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть (Рис.3.).

Рис.3. Топология кольцо

Достоинства

1. Простота установки;

2. Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

3. Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.

Недостатки

1. Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

2. Сложность конфигурирования и настройки;

3. Сложность поиска неисправностей;

Применение

Наиболее широкое применение получила в оптоволоконных сетях.

Решетка

(2D-решетка, матрица, сетка – mesh) – система, в которой граф линий связи образует прямоугольную сетку, то есть процессоры расположены в виде правильной двумерной решетки и каждый процессор (кроме крайних) соединен с четырьмя соседями (Рис.4.)

Рис.4. Топология решетка

Гиперкуб( hypercube )

Данная топология представляет частный случай решетки, когда по каждой размерности сетки имеется только два процессора (то есть гиперкуб содержит n = 2 N процессоров при размерности N ) (Рис.5)