Лекция: Quot;Основные конфигурации локальных и территориальных компьютерных сетей".

ТОПОЛОГИЯ «ОБЩАЯ ШИНА». В этой топологии компьютеры соединяются единственным кабелем, который называется корпусом (сегмент), а он в свою очередь соединяет все компьютеры сети в одну линию. Сетевые данные в виде электронных сигналов посылаются во все рабочие станции сети; однако, информация принимается только компьютером, адрес которого совпадает с адресом поступающего сигнала. Только один компьютер в данный момент времени может принять сообщение. Так как сигнал посылается полностью в сеть, то он передается из одного конца кабеля в другой. Если сигнал передается непрерывно, то он скачет назад и вперед вдоль кабеля и мешает другим компьютерам принять сигналы. Следовательно, сигналы могут быть остановлены после нахождения нужного адреса. «Общая шина» — это пассивная топология. Компьютеры на общей шине не отвечают за передвижение данных из одного компьютера в следующий. Если один компьютер не доступен, то это не нарушает покой остальных в сети LAN. Нарушения в кабеле будут прерывать путь сигнала между двумя концами, последует скачок сигнала, и вся сеть остановится. Нарушения случаются, если кабель был перерезан или если соединение было свободным или не скреплено. Например, если вышел из строя один из компьютеров, он заменяется и кабель не теряет свои свойства, которые могут вызвать в нем нарушения. При нарушениях в кабеле компьютеры в сети будут способны функционировать отдельно. Но так как при нарушениях сеть получается не замкнута, компьютеры не способны функционировать между собой. ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА». Эта топология отличается от топологии «общей шины», тем что все компьютеры соединены кабелем, имеющим центральный компонент. Сигналы передаются из одного компьютера в другой через центральный. Т.е. сигнал покидает один компьютер и попадает в центральный, который отвечает за передачу этого сигнала нужному компьютеру. Если один компьютер в такой сети вышел из стоя, то он не может передавать или принимать сообщения, и другие компьютеры не могут с ним взаимодействовать. Если сломался центральный, то все компьютеры функционируют автономно, но сигналы передавать не могут. Что означает действительную зависимость сети. ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО». Кольцевое соединение компьютеров имеет вид круга. Каждый компьютер не конечный. Сигналы передаются по кольцу по часовой стрелке и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной «общей шины», каждый компьютер поддерживает и передает сигнал дальше. В действительности кабель от каждого компьютера проходит через центральный. Все сообщения из компьютера должны пройти через него до того, как попадут в нужный. Сигналы, которые передаются по кольцу, являются сообщениями. Сообщение передается из компьютера в компьютер, пока не найдет тот, который имеет данные для получения этого сообщения. Передающий компьютер имеет электронный адрес для получения и передачи данных. Затем передающий компьютер передает сигнал, сообщающий о том, что передаются данные. Когда они попадают в нужный компьютер происходит копирование. Сигнал передается по кольцу до тех пор, пока передающий компьютер не получит сигнал о том, что все данные передались. Сигнал передается через каждый компьютер, и неудача одного компьютера отражается на всей сети. ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА — ОБЩАЯ ШИНА». Сегодня многие топологии сетей являются комбинациями «Общей шины», «Звезды» и «Кольца». Например, топология «Звезда — Общая шина». В этой топологии несколько элементов «Звезды» соединяются с линиями «Общей шины». В этой комбинации, если один компьютер вышел из строя, это не скажется на сети. Другие компьютеры будут связываться друг с другом. Если центральный вышел из строя, то все компьютеры, подсоединенные к нему не будут взаимодействовать с другими. Если центральный, который вышел из строя, является связующим между двумя другими центральными, то сеть будет разъединена, и сообщения между ними передаваться не будут. Технологии локальных сетей. Классификация: Основными классификационными признаками компьютерных сетей являются пространственные характеристики территорий, которые они охватывают. Т.е. локальные, региональные, территориальные и глобальные. Точно указать границу между этими классами сетей в настоящее время не представляется возможным. Однако приблизительно можно сказать, что локальные (LAN — Local Area Network) сети расположены в пределах зданий, небольших территорий (радиусом до 10км). Повышение скорости передачи в локальных сетях сопровождается ужесточением требований к расстояниям (порядка сотен метров). Классические топологии Под структурой компьютерной сети будем понимать отображение, описание связей между ее элементами. Под топологией сети будем понимать часть общей структуры сети, отражающей физические связи между ее элементами. Термины структура и топология практически равноправны. Термин топология прежде всего связан с местом расположения объектов, их внешним видом. Общая шина. Характеризуется использованием общего канала равноправными устройствами. Основное преимущество — простота и низкая стоимость. Основной недостаток — необходимость организации очередности доступа к каналу. Наиболее популярное использование — технология Ethernet, широковещательные радиоканалы с равноправными пользователями. Кольцо. Пользователи канала могут быть объединены в кольцо одним каналом или независимыми каналами. Первый случай походит на общую шину. Разница в том, что из кольца необходимо удалять передаваемые данные. Наиболее популярное использование — технологии Token Ring и FDDI. Требует управления доступа к каналу. Во втором случае кабельная система дороже, данные передаются с ретрансляцией, зато станции могут обмениваться данными относительно независимо друг от друга. Большое значение имеет наличие двух путей для передачи данных, что повышает производительность и надежность сети. Чаще всего используется при больших расстояниях между узлами, при использовании для их соединения выделенных каналов. Полносвязная. Каждая пара узлов соединена между собой отдельным каналом. Наиболее дорогая кабельная система. При этом достигается максимальная производительность, надежность, скорость передачи. Используется, например, при соединении ATC телефонной сети, для построения сети передачи общего пользования. Звезда. Является в то же время элементом иерархической структуры. Отличается относительно высокой стоимостью кабельной системы. Особенно, если узлы находятся на больших расстояниях. Позволяет сосредоточить в одном месте все проблемы по передаче данных, по адресации. Является основой для построения структурированных кабельных систем, широковещательных радиосетей, радиосот. Иерархия. Позволяет сократить длину кабелей (по сравнению со зведой) и структурировать систему в соответствии с функциональным назначением элементов. Наиболее гибкая структура. Практически все сложные системы имеют в своем составе иерархические структуры. Сложная структура. Является совокупностью типовых, классических структур. Часто сеть простой структуры создается на основе сети передачи информации сложной структуры (нижняя левая структура). Реальные сети имеют обычно сложную топологию. В разных фрагментах сети, на разных уровнях можно увидеть разные топологии даже в сетях, имеющих, казалось бы, простую структуру. В Локальных сетях используется кабель «коаксиальный», витая пара, оптоволоконный кабель. У каждого есть плюсы и минусы. Коаксиальный – определяет топологию сети «общая шина», недорогой. Используется в сетях 10Base2 «тонкий» (10Base5 «толстый») кабель. Скорость в такой сети 10Мбит/c. Максимальное расстояние между рабочими станциями составляет 925 метров 10Base2, 2500 метров 10Base5. Витая пара – (tvisted pair) топология внешне напоминает звезду или иерархию, рабочие станции подключаются к хабу. Витая пара может быть экранированной (STP-Shielded Twisted Pair) и неэкранированной (UTP- Unshielded Twisted Pair). Скорость в сети 10Мбит/с (10BaseT) и 100Мбит/с (100BaseT). Оптоволокно — кабелей в Ethernet регламентируется стандартами 10BaseFL, 100BaseFX. Оптоволокно используется в основном для увеличения расстояний, надежности отдельных участков сети. Назначение компьютерной сети — предоставление пользователям сетевого сервиса. Организация сетевого сервиса осуществляется сетевыми службами. Краткий перечень сетевого сервиса: — передача, хранение, чтение файлов; — работа с распределенными базами данных; — электронная почта; — обслуживание сети.