Лекции по сетям ЭВМ2 / N1

Определение локальной вычислительной сети (ЛВС)

и её назначениЕ.

ЛВС – это совокупность технических и программных средств, для распределённой передачи и обработки данных, путём объединения при помощи цифровых каналов связи (КС) десятков и сотен абонентов, обладающих собственными вычислительными средствами. Первые ЛВС появились в начале 70-х годов.

Предшественником ЛВС было появление ПК (IBM 360, ЕС 1020).

• Случайный метод доступа.

• Детерминированный метод доступа.

Назначение ЛВС:

• Управление распределёнными технологическими процессами АСУТП.

• Финансово-экономическая и управленческая деятельность АСУТП.

• Создание информационно-поисковых и справочных систем.

В ЛВС абоненты это:

• ЭВМ и ПК.

• Технические средства сбора и обработки данных (датчики).

• Средства контроля и диагностики.

• Роботы и станки ЧПУ и т.д.

Создавая новую локальную сеть, обычно пользуются полуфабрикатами – упорядоченным набором кабелей, оборудования, программных средств – это оборудование производится специальными фирмами поставщиками сетевого оборудования.

СКС – структурированная кабельная система.

Стандарт СКС ISO – 11801.

Типы сетей.

Различают:

• Локальную сеть.

• Региональную сеть.

• Глобальную сеть.

ЛВС – охватывает ограниченную территорию (участок, цех, завод, объединение).

Территориально от сотни метров до десятков километров.

LAN – Local Area Network (ЛВС) – локальная сеть.

MAN – Metropolitan Area Network (РВС) – региональная, городская сеть.

WAN – Wide Area Network (ГВС) – глобальная сеть.

Сети с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов.

• Система с коммутацией каналов напоминает технологию АТС и совмещает метод коммутации физических каналов с технологией коммутацией пакетов.

• Коммутация пакетов ориентировочно напоминает технологию почтовой связи.

Наличие одного канала связи, пакеты передаются по очереди. Передача пакетов реализуется в ЛВС, кроме коммутации технологии пакетов другие технологии не используются.

Два типа сетей:

1. Одноранговые сети (peer-to-peer).

Здесь нет иерархии между компьютерами. Все равноправны. Каждый ПК может выступать как клиент, сервер. Используется в сетях, где ПК до 10 шт (система проста и дёшева).

ОС Win NT Workstation, ОС Win for Workgroups.

2. Системы на основе сервера (server based).

Универсальные и специализированные серверы обычно используются в более крупных сетях. Объединить в логические группы. Одна группа не имеет право доступа к другой логической группе. Легче строить систему безопасности.

Комбинированные сети – представляют одновременное использование двух типов ОС, например: ОС Win NT Server, ОС Win NT Workstation.

Компоновка сети.

Определяется топологией сети. Топология характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология обуславливается следующими характеристиками:

• Состав необходимого оборудования.

• Характеристики оборудования.

• Возможность расширения сети.

• Способ управления сетью.

Различают три базовых топологии:

• Шина (Bus).

• Звезда (Star).

• Кольцо (Ring).

Топология шина:

Топология звезда:

Концентратор – HUB (ступица колеса).

Топология кольцо:

Комбинированные топологии:

• Топология звезда-шина.

Концентраторы различают:

• Активные – усилитель мощности.

• Пассивные.

Методы доступа к разделяемому КС.

По реализуемому методу доступа различают:

• Случайный доступ.

• Детерминированный доступ.

Различают доступ:

• Централизованный доступ.

• Децентрализованный доступ.

В централизованном – функции по управлению доступом возлагаются на специально выделенное устройство управления.

При децентрализованном – отсутствует такое устройство.

Случайный доступ – только децентрализованный.

Детерминированный доступ – централизованно и децентрализовано.

Различают физическую и логическую топологию:

Физическая топология – физическое, взаимное расположение элементов.

Логическая топология – характеризует порядок взаимодействия элементов, например, на физической шине можно организовать логическое кольцо.

В ЛВС наиболее широкое применение получили следующие технологии:

1. С резервированием времени.

2. Селективный:

• С опросом.

• С передачей маркера.

3. Состязательные (случайный доступ).

Одновременное использование КС.

1. Временным уплотнением КС.

2. Частотным уплотнением КС.

Частотное разделение КС.

Частотное уплотнение используется в региональных и глобальных сетях. Каждая пара узлов передатчик-приёмник связывается на своей частоте.

В одной линии сотни и тысячи каналов.

Но большая стоимость устройств и неустойчивая работа.

На приёмной стороне производится демодуляция.

МДМ – устройство (модем).

Временное уплотнение.

В этом случае КС в течение одного или нескольких интервалов времени используют общий КС, при этом два случая такого использования:

1. Детерминированный либо узлы последовательно используют временные окна (иногда используется приоритет).

2. Узлы состязаются за владение временным окном (случайный метод доступа).

В ЛВС используются только технологии с временным уплотнением.

Технология с резервированием времени – предполагает циклическую работу ЛВС. Узлы синхронизируют свои таймеры по сетевому времени и могут выводить свои пакеты только в выделенное ему время T.

Длительностью T/N.

N – число абонентов (рабочих станций).

T – время цикла.

Графики выделения окон могут быть:

• Статические (постоянные).

• С распределением (по приоритетам, по несколько окон).

• Динамически (по запросам абонентов).

Технология с резервированием времени в ЛВС редко применяется.

Селективная технология с опросом.

Узлы по определённому порядку (например, по приоритету) опрашиваются устройством управления на предмет передачи. Если нет – окно не выделяется, но затрачивается время на опрос молчащих узлов, если ввести ещё одну шину запрос узла на обслуживание получим разновидность – селективная технология с прерыванием.