<<
>>

ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ: ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ, ТОПОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ДОСТУПА

Локальная вычислительная сеть (ЛВС) — группа компьютеров, объединенных совместно используемой средой передачи данных, как правило кабелем. Используя единый кабель, каждый компьютер требует только одну точку подключения к сети, при этом он может полноценно взаимодействовать с любым другим компьютером в группе.

Геометрически локальная вычислительная сеть всегда ограничена по размерам небольшой площадью в силу электрических свойств кабеля, используемого для построения сети, и относительно небольшим количеством компьютеров, которые могут разделять одну сетевую среду передачи данных. ЛВС обычно располагается в одном здании или нескольких близко расположенных зданиях. Некоторые технологии, например волоконная оптика, позволяют увеличить длину линий ЛВС до одного — двух километров.

Локальные сети часто называют сетями с коммутацией пакетов {packet-switching network) по причине того, что компьютеры, входящие в сеть, распределяют данные на отдельные небольшие порции — пакеты {packets) — непосредственно перед их передачей. Коммутацию пакетов использует большинство технологий ЛВС, таких, как Ethernet, Token Ring, FDDI {Fiber Distributed Data Interface — распределенный интерфейс передачи данных по волоконно-оптическим каналам). Наряду с технологией коммутации пакетов существует технология коммутации ячеек {sell switching). Основное отличие этой технологии заключается в том, что размер ячеек (сот) является стабильной, постоянной величиной, тогда как размеры пакетов могут варьироваться. Единственным широко используемым протоколом ЛВС с коммутацией ячеек является режим асинхронной передачи (ATM— Asynchronous Transmission Mode).

Разделение данных указанным образом необходимо, поскольку компьютеры в составе ЛВС используют один общий кабель и передача по сети неразделенного потока данных одним компьютером займет очень много времени и заблокирует на это время сеть для остальных компьютеров.

Если проанализировать данные, передаваемые по сети с коммутацией пакетов, можно увидеть, что здесь поток сигналов состоит из пакетов, сгенерированных разными системами (компьютерами) и перемешанных «внутри» кабеля. Для данного типа сетей характерно, что пакеты, являющиеся частью одного и того же сообщения, передаются по разным маршрутам и доходят до места назначения в другом порядке, нежели были посланы. Принимающая система должна иметь механизм для перестановки пакетов в нужном порядке и отслеживания потерявшихся либо поврежденных при пересылке пакетов.

Кроме упомянутых выше существует технология, «обратная» технологии коммутации пакетов,— технология коммутации каналов (circuit switching), при которой одна сторона устанавливает прямой канал связи с другой стороной непосредственно перед передачей данных. В сфере передачи данных по сетям коммутация каналов используется для ограниченного числа типов сетевых технологий, таких, как цифровая сеть связи с интеграцией услуг (ISDN — Integrated Service Digital Network). Примером использования сети с коммутацией каналов может послужить телефонная сеть. Когда один абонент дозванивается до другого абонента, между их телефонами устанавливается прямой канал связи. Этот ка- I іал остается открытым до окончания звонка, и больше никто другой не может его использовать, даже в случае, когда сигналы не передаются, т.е. когда разговор не происходит.

Большинство ЛВС созданы с использованием медных кабелей, применяющих обычный электрический ток для передачи сигналов. Изначально большинство ЛВС состояли из компьютеров, соединенных коаксиальным кабелем. Позже ему на смену пришел кабель, используемый в телефонных системах, типа «витая пара» (TP— twisted pair). В настоящее время большой популярностью пользуется оптоволоконный кабель, не использующий электрические сигналы, а проходящая по нему двоичная информация кодируется импульсами света. Также существуют виды сетевых решений, в принципе не использующие кабель и, соответственно, передающие сигналы по так называемым неограниченным средам, таким, как радиоволны, инфракрасные волны и излучение микроволнового диапазона.

Различные способы конфигурации соединения кабелей для объединения компьютеров в ЛВС называются топологиями. Они зависят от типа употребляемого кабеля и поддерживаемого протокола. Наиболее распространены следующие топологии.

Шина. Шинная топология реализуется кабелем, прокладываемым от одного компьютера к другому в виде последовательной цепочки, напоминающей гирлянду (рис. 1.3.5). Все сигналы, передаваемые любым компьютером в сеть, идут по шине в обоих направлениях ко всем остальным компьютерам. Два конца шины должны быть «закрыты» при помощи электрических сопротивлений — терминаторов, обнуляющих напряжения, приходящие на эти концы, для того, чтобы сигналы не отражались и не уходили в обратном направлении. Основной недостаток шинной топологии состоит в том, что дефект кабеля в любом месте его протяженности делит сеть на две части, не способные общаться между собой. Шинную архитектуру использует большая часть сетей, построенных на коаксиальных кабелях, таких, как сети Ethernet.

Рис. 1.3.5. Шинная топология

Звезда. Топология «звезда» использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства, называемого хабом (hub) или концентратором (рис. 1.3.6). Концентратор транслирует сигналы, поступающие на любой из его портов, на все остальные порты, в результате чего сигналы, посылаемые одним узлом, достигают остальных компьютеров. Сеть на основе «звезды» более устойчива к повреждениям по сравнению с сетью на базе шинной архитектуры, так как повреждение кабеля затрагивает непосредственно только тот компьютер, к которому он подсоединен, а не всю сеть. Большинство сетей, использующих

Рис. 1.3.6. Топология «звезда»

кабель типа «витая пара», монтируются по топологии «звезда», например IOBaseTEthernet, Fast Ethernet.

Кольцо. Топология кольца функционально эквивалентна шине, у которой концы соединены друг с другом; таким образом, сигналы передаются от одного компьютера к другому, двигаясь по кругу (рис.

1.3.7). Однако коммуникационное кольцо — это только логическая абстракция, а не физическая конструкция. Фактически сеть представляет собой звезду, но при этом специальный концентратор реализует логическое кольцо путем пересылки входящего сигнала только через следующий нисходящий порт (вместо передачи через все порты, как это делает концентратор при применении топологии «звезда»). Каждый компьютер, получив входящий сигнал, обрабатывает его и, если это необходимо, посылает обратно концентратору для передачи следующей рабочей станции в сети. В соответствии с данным принципом работы система, передающая сигнал в сеть, должна также удалить его после того, как он обошел все кольцо полностью. Сети, сконструированные на основе топологии «кольцо», могут использовать различные типы кабеля. Например, сети Token Ring используют витую пару, в то время как FDDI-CtTYi реализуют топологию «кольцо» с помощью оптоволоконных кабелей.

Рис. 1.3.7. Топология «кольцо»

Шина—звезда. Данная топология — один из способов расширения одиночной «звезды». Эта схема формируется из множества «звезд», концентраторы которых соединяются отдельными сегментами общей шины (рис. 1.3.8). Каждый компьютер по-прежнему может связываться с любым другим в сети, поскольку связанный с ним концентратор передает входящий трафик через порты «звезды». Разработанная для расширения сетей Ethernet IOBaseT, архитектура «шина-звезда» сейчас мало распространена в связи с ограничениями информационной емкости шин на коаксиальном кабеле.

Рис. 1.3.8. Топология «шина-звезда»

Когда множество компьютеров подключены к одной и той же среде с узкополосной передачей, то должен быть реализован механизм управления доступом к среде (MAC — Media Access Control) для осуществления арбитража доступа и предотвращения одновременной передачи данных системами. Механизм управления доступом к среде является основой всех протоколов для любых ЛВС.

Два наиболее распространенных механизма:

1) множественный доступ с контролем несущей и обнаружением колл изий (CSMS/CD —■ Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Применяется в сетях Ethernet и позволяет компьютерам в сети совместно разделять единую узкополосную среду передачи без потери данных. Поскольку в сети Ethernet нет приоритетов, протокол разработан таким образом, что каждый узел имеет равные права на доступ к сетевой среде передачи. Основной принцип работы базируется на следующих этапах: фаза контроля несущей — когда узел в сети, прежде чем передать данные, сначала «прослушивает» сетевую среду и в случае отсутствия трафика переходит в фазу множественного доступа, когда любой узел сети может осуществить через нее передачу своих данных;

2) передача маркера, которая используется сетями Token Ring, FDDIk другими типами ЛВС. Маркер (token)— 3-байтовый пакет, разрешающий передачу в сетях Token Ring. Принцип действия механизма заключается в том, что, когда сеть свободна, рабочие станции находятся в режиме ожидания входящей «посылки». Маркер непрерывно циркулирует по кольцу от узла к узлу до тех пор, пока не достигнет рабочей станции, имеющей данные для передачи. Эта рабочая станция изменяет в маркере бит настройки монитора (monitor setting bit), указывая, что сеть занята, и отправляет маркер следующей станции. Сразу после этого передается пакет данных. Пакет, также как и маркер, циркулирует по сети. Каждый узел считывает из заголовка кадра адрес назначения или копирует пакет в свой буфер памяти для дальнейшей обработки, в случае необходимости фиксирует в пакете подтверждение получения и передает его следующему узлу Таким образом, совершив круг, пакет получает узел, отправивший его. Здесь происходит сравнение полученных данных с теми, что были отправлены. Если в процессе сверки были выявлены ошибки, пакет посылается повторно. А если ошибок выявлено не было, станция удаляет пакет из сети и изменяет значение бита настройки монитора, освобождая маркер, и снова посылает его в сеть. Система передачи маркера является детерминированной, т.е. можно вычислить максимальный промежуток времени, по истечении которого определенный узел сможет передать данные.

Хотя эти два механизма принципиально различны, но выполняют одну и ту же задачу, обеспечивая каждую систему в сети равными возможностями для приема/передачи данных.

<< | >>
Источник: В.М. Maтюшка. Информатика для экономистов: Учебник / Под общ. ред. В.М. Maтюшка. - M.: ИНФРА-М,2007. - 880 с.. 2007

Еще по теме ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ: ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ, ТОПОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ДОСТУПА:

  1. 6. Локальные акты кредитных организаций, а также внутренние акть>Банка России
  2. 6.5. Информатика организационно-экономическое управление — объект компьютеризации; понятия, виды и особенности информации; аппаратные и программные средства компьютерных систем
  3. Особенности экономического анализа в условиях финансовой несостоятельности организации. Методы прогнозирования вероятности банкротства.
  4. Организация коммерческой деятельности в сети «Интернет»
  5. Модели искусственного интеллекта (нейронные сети и метод опорных векторов)
  6. Особенности анализа деятельности организаций хлебопечения: методы анализа, оценка показателей.
  7. ГЛАВА 3. КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКЛАМНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СУБЪЕКТОВ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА В СЕТИ ИНТЕРНЕТ
  8. Роль информационных технологий в коммерческой деятельности и основные направления деятельности организаций в сети «Интернет»
  9. Бухгалтерский учет, компьютерная обработка поступления и выбытия основных средств: оценка, понятие инвентарного объекта, документальное оформление, синтетический и аналитический учет, особенности учета основных средств неинвентарного характера, автоматизация.
  10. Особенности формирования учетной политики в организациях потребительской кооперации: понятие и общие принципы формирования, вариантность методов учета, налоговой политики, варианты налогового учета.
  11. Право на доступ к информации
  12. Вопрос 108. Особенности организации финансов предприятий различных организационно-правовых форм, некоммерческих организаций и предприятий малого бизнеса
  13. ДОСТУП В ИНТЕРНЕТ ДОЛЖЕН БЫТЬ ОБЕСПЕЧЕН КАЖДОМУ ГРАЖДАНИНУ
  14. Неравный доступ… к капитализму!
- Информатика для экономистов - Антимонопольное право - Бухгалтерский учет и контроль - Бюджетна система України - Бюджетная система России - ВЭД РФ - Господарче право України - Государственное регулирование экономики в России - Державне регулювання економіки в Україні - ЗЕД України - Инновации - Институциональная экономика - История экономических учений - Коммерческая деятельность предприятия - Контроль и ревизия в России - Контроль і ревізія в Україні - Кризисная экономика - Лизинг - Логистика - Математические методы в экономике - Микроэкономика - Мировая экономика - Муніципальне та державне управління в Україні - Налоговое право - Организация производства - Основы экономики - Политическая экономия - Региональная и национальная экономика - Страховое дело - Теория управления экономическими системами - Управление инновациями - Философия экономики - Ценообразование - Экономика и управление народным хозяйством - Экономика отрасли - Экономика предприятия - Экономика природопользования - Экономика труда - Экономическая безопасность - Экономическая география - Экономическая демография - Экономическая статистика - Экономическая теория и история - Экономический анализ -