Пакеты, протоколы и методы управления обменов в сети

Информация в локальных сетях передается отдельными «порциями», называемыми пакетами (кадрами). Структура пакета определяется аппаратными особенностями сети, выбранной топологией и типом среды передачи информации, а также зависит от используемого протокола.

Чаще всего пакет содержит в себе следующие поля:

1

2

3

4

5

6

7

1. стартовая комбинация (преамбула). Обеспечивает настройку аппаратуры, адаптера или другого сетевого устройства на прием и обработку данных;

2. сетевой адрес принимающего абонента, т.е. индивидуальный или групповой номер, присвоенный каждому принимающему абоненту в сети;

3. сетевой адрес передающего абонента. Информирует принимающего абонента, откуда пришел данный пакет;

4. служебная информация – указывает на тип пакета, его размер, номер, формат, маршрут его доставки и на то, что с ним делить приемнику (принимающему абоненту);

5. данные – т.е. информация, при которой организовывается передача пакетов;

6. контрольная сумма пакетов – числовой код, формируемый передатчиком по определенным правилам и содержащий в свернутом виде информацию обо всем пакете. Если пакет ошибочен, то приемник запрашивает его повторную передачу;

7. стоковая комбинация – служит для информирования аппаратуры принимающего абонента об окончании пакета. Обеспечивает выход аппаратуры приемника и состояния приема.

Протокол. В процессе сеанса обмена информацией по сети между принимающим и передающим абонентами происходит обмен информационными и управляющими пакетами по установленным правилам, называемыми протоколами обмена

1. Топология «шина» (рис.1) .

Являлась до недавнего времени самой распространенной топологией для локальных сетей. Компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю по схеме «монтажного или». Передаваемая информация распространяется в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети.

Достоинства: дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям.

Недостатки: низкая надежность, т.е. любой дефект кабеля или разъема парализует всю сеть; низкая производительность.

Рис.1

2. Топология «кольцо» (рис.2).

Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому в одном направлении. Если компьютер распознает свои данные, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией принимают специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции, не прервался канал связи между остальными станциями.

Рис.2

3. Топология «звезда» (рис.3) .

В этом случае каждый компьютер подключается к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети. В его функции входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети.

Достоинство: высокая надежность.

Недостатки: высокая стоимость; т.к. концентратор – общее устройство, его выход из строя парализует всю сеть.

Рис.3

4. Топология «иерархическое кольцо» (рис.4).

Реализующая кольцевую топологию сети, расширяется путем установления соединения между несколькими кольцами. Для соединения рабочих станций и серверов используют столько колец, сколько необходимо для поддержки производительности сети. Небольшие локальные сети расширяются путем установления иерархических соединений между несколькими локальными кольцами.

Рис.4

5. Топология «иерархическая звезда» (рис.5).

Такой метод применяется для подключения к центральному концентратору концентраторов более низкого уровня для создания крупной локальной вычислительной сети.

Рис.5

6. Топология «дерево» (рис.6) .

Гибридная топология (комбинированная), в которой рабочие станции группируются в «звезду» и несколько «звезд» соединяются между собой. Большинство проблем, возникающих в «шине», не проявляется, т.к. неполадки одной станции не приведут к останову всей сети. Такой метод относительно недорогой, и используется для объединения различных сетевых сегментов внутри здания.

Недостаток – сеть может выйти из строя при повреждении магистрального кабеля.

Рис.6

7. Полносвязная топология (рис.7).

Ей соответствует сеть, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Такой вариант – громоздкий и неэффективный и применяется в основном в глобальных сетях при небольшом количестве компьютеров.

Рис.7

8. Ячеистая топология (рис.8) .

В сети с такой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Характерно для локальных сетей.

Рис.8