Эскорт-услуги в Москве от Queens Palace


GOUSPO студенческий портал!

форум, учебники, лекции, и многое другое

Мар

31

Локальные сети

Автор: admin

Локальные сети

Локальные сети (ЛС) представляют собой разновидность сетей, объединяющих группу ПК или связывающих их с боле мощным компьютером, выполняющим роль сетевого сервера. Все ПК в локальной сети могут использовать специализированные приложения, хранящиеся на сетевом сервере, и работать общими устройствами: принтерами, факсами и другой периферией. Каждый ПК в локальной сети называется рабочей станцией, или сетевым узлам.

В зависимости от способа организации обработки данных взаимодействия пользователей,  который  поддерживается кон­кретной сетевой операционной системой, выделяют два типа информационных сетей:

•  иерархические сети;

•  сети клиент/сервер.

В иерархических сетях все задачи, связанные с хранением, обработкой данных, их представлением пользователям, выпол­няет центральный компьютер. Пользователь взаимодействует с центральным компьютером с помощью терминала. Операциями ввода/вывода информации на экран управляет центральный компьютер.

Достоинства иерархических систем:

отработанная технология обеспечения отказоустойчивости, сохранности данных;

•  надежная система защиты информации и обеспечения сек­ретности.

Недостатки:

высокая стоимость аппаратного и программного обеспече­ния, высокие эксплуатационные расходы;

•  быстродействие и надежность сети зависят от центрального компьютера.

Примеры иерархических систем: SNA (System Network Architecture), предложенная IBM Corporation; DNA, разработан­ная DEC.

В системах клиент/сервер нагрузка по обработке данных рас­пределена между клиентом и сервером, поэтому требования к производительности компьютеров, используемых в качестве кли­ента и сервера, значительно ниже, чем в иерархических системах.

По организации взаимодействия, в свою очередь, принято выделять два типа систем, использующих модель «клиент — сер­вер»:

•  равноправная (одноранговая) сеть;

•  сеть с выделенным сервером (с централизованным управ­лением).

Равноправная сеть

Равноправная сеть — это сеть, в которой нет общего центра управления взаимодействием рабочих станций и единого устрой­ства хранения данных. Операционная система такой сети рас­пределена по всем рабочим станциям, поэтому каждая рабочая станция одновременно может выполнять функции как сервера, так и клиента. Пользователю в такой сети доступны все устрой­ства (принтеры, жесткие диски и т. п.), подключенные к другим рабочим станциям.

Достоинства: низкая стоимость (используются все компью­теры, подключенные к сети, и умеренные цены на программное обеспечение для работы сети); высокая надежность (при выходе из строя одной рабочей станции доступ прекращается лишь к некоторой части информации).

Недостатки: работа сети эффективна только при количестве одновременно работающих станций не более 10; трудности орга­низации эффективного управления взаимодействием рабочих станций и обеспечения секретности информации; трудности об­новления и изменения ПО рабочих станций.

Сеть с выделенным сервером

Сеть с выделенным сервером — здесь один из компьютеров вы­полняет функции хранения данных общего пользования, организации взаимодействия между рабочими станциями, выполнения сервисных услуг - сервер сети. На таком компьютере выполняет­ся операционная система, и все разделяемые устройства (жесткие диски, принтеры, модемы и т. п.) подключаются к нему, он обеспечивает хранение данных, печать заданий, удаленную обработку заданий. Рабочие станции взаимодействуют через сервер, поэто­му логическую организацию такой сети обычно можно представить топологией «звезда», где центральное устройство — сервер.

Достоинства: высокая скорость обработки данных (определяется быстродействием центрального компьютера, кроме того, на сервер устанавливается специальная сетевая операционная система, рассчитанная на обработку и выполнение запросов, поступающих одновременно от нескольких пользователей); обладает надежной системой защиты информации и обеспечения секретности; проще в управлении по сравнению с равноправными.

Недостатки: такая сеть дороже из-за отдельного компьютера под сервер; обладает меньшей гибкостью по сравнению с равноправной.

Сети с выделенным сервером являются более распространенными. Примеры сетевых операционных систем такого типа: LAN Server,IBM Corp., VINES, Banyan System Inc., NetWare, Novell Inc.

Сетевой сервер

Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной се­тью. Этот сервер содержит ядром сетевой операционной системы, под управлением которой осуществляется работа всей локальной сети. Сетевой сервер обладает достаточно высоким быстродейст­вием и большим объемом памяти. При подобной сетевой органи­зации функции рабочих станций сводятся к вводу-выводу инфор­мации и обмену ею с сетевым сервером.

Поскольку основное назначение ЛВС в распределении ре­сурсов ЭВМ, ЛВС должна иметь надежную и быструю систему передачи данных, стоимость которой должна быть меньше по сравнению со стоимостью подключаемых рабочих станций. Иными словами, стоимость передаваемой единицы информации должна быть значительно ниже стоимости обработки информа­ции в рабочих станциях. Исходя из этого ЛВС, как система рас­пределенных ресурсов, должна основываться на следующих принципах:

•  единая передающая среда;

•  единый метод управления;

•  единый протокол;

•  гибкая модульная организация;

•  информационная и программная совместимость.

Любая компьютерная сеть характеризуется топологией, про­токолами, интерфейсами, сетевыми техническими и программ­ными средствами.

Топология компьютерной сети отражает структуру связей ме­жду ее функциональными элементами.

Сетевые технические средства — устройства, обеспечиваю­щие объединение компьютеров в единую компьютерную сеть.

Сетевые программные средства — осуществляют управление работой компьютерной сети и обеспечивают соответствующий интерфейс с пользователями.

Протоколы — представляют собой правила взаимодействия функциональных элементов сети.

Интерфейсы — средства сопряжения функциональных эле­ментов сети. Следует обратить внимание, что в качестве функ­циональных элементов могут выступать как отдельные устройст­ва, так и программные модули. Соответственно различают аппа­ратные и программные интерфейсы.

Некоторые конкретные технологии ЛС

Рассмотрим ряд технологических решений локальных сетей, называемых иногда базовыми, или классическими.

Локальная сеть Arcnet

Arcnet (Attached Resource Computer NETWork) — простая, недорогая, надежная и достаточно гибкая архитектура локальной сети. При подключении устройств в Arcnet применяют топологии «шина» и «звезда». Разработана корпорацией Datapoint, в 1977 г. Впоследствии лицензию на Arcnet приобрела корпорация SMC (Standard Microsystem Corporation), которая стала ocновным разработчиком и производителем оборудования для сетей Arcnet. Метод управления доступом станций к передающей среде — маркерная шина (Token Bus). Этот метод предусматривает следующие правила:

•  один из компьютеров создает маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому;

•  все устройства, подключенные к сети, могут передавать данные, только получив маркер (разрешение на передачу);

•  в любой момент времени только одна станция в сети обладает таким правом;

•  данные, передаваемые одной станцией, доступны всем станциям сети;

•  если станция желает передать сообщение другой станции она должна дождаться маркера и добавить к нему сообще­ние, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет откреплено от маркера и передано станции.

Формат передачи данных.

Передача каждого байта в Arcnet выполняется специальной посылкой ISU (Information Symbol! Unit — единица передачи информации), состоящей из трех служебных старт/стоповых битов и восьми битов данных. В начале каждого пакета передается начальный разделитель АВ (Alert Burst), который состоит из шести служебных битов. Начальный разделитель выполняет функции заголовка пакета.

В Arcnet определены пять типов пакетов.

Пакет ITT (Information To Transmit) — приглашение к пере­даче. Эта посылка передает управление от одного узла сети дру­гому. Станция, принявшая этот пакет, получает право на переда­чу данных.

Пакет FBE (Free Buffer Enquiries) — запрос о готовности к приему данных. Этим пакетом проверяется готовность узла к приему данных.

Пакет данных. С помощью этой посылки производится пе­редача данных.

Пакет АСК (ACKnowledgments) — подтверждение приема. Подтверждение готовности к приему данных или подтверждение приема пакета данных без ошибок, т. е. в ответ на FBE и пакет данных.

Пакет NAK (Negative AcKnowledgments) — неготовность к приему. Неготовность узла к приему данных (ответ на FBE) или принят пакет с ошибкой.

Аппаратура Arcnet. Для организации сети Arcnet необходим соответствующий сетевой адаптер. Этот адаптер имеет один внешний разъем для подключения коаксиального кабеля. Каж­дый адаптер Arcnet должен иметь для данной сети свой номер. Эти номера устанавливаются переключателями, расположенны­ми на адаптере, и находятся в пределах от 0 до 255.

В качестве передающей среды используются: витая пара, ко­аксиальный кабель (RG-62) с волновым сопротивлением 93 Ом или оптоволоконный кабель. Скорость передачи данных — 2,5 Мбит/с. Сетевые адаптеры подключаются к концентратору.

Достоинствами сети Arcnet являются низкая стоимость сете­вого оборудования (по сравнению с Ethernet) и большая длина сети (до 6 км). Однако низкая скорость передачи данных, со­ставляющая 2,44 Мбит/с, ограничивает применение сети Arcnet.

Локальная сеть Token Ring

Этот стандарт предложен фирмой IBM. В качестве передаю­щей среды применяется неэкранированная (экранированная) витая пара или оптоволоконные кабели. Скорость передачи дан­ных — 4 или 16 Мбит/с. В качестве метода управления доступом станций к передающей среде используется метод маркерного кольца (Token Ring), который разработан фирмой IBM и рассчи­тан на кольцевую топологию сети.

Основные положения этого метода:

компьютеры подключаются в сеть по топологии «звезда» или «кольцо»;

•  все устройства, подключенные к сети, могут передавят данные, только получив разрешение на передачу (маркер). Маркер передается по кольцу, минуя каждую рабочую станцию в сети. Рабочая станция, располагающая информацией, которую необходимо передать, может добавить к маркеру кадр данных. В противном случае (при отсутствии дан­ных) она просто передает маркер следующей станции;

•  в любой момент времени таким правом обладает только одна станция сети.

Этот метод напоминает Arcnet, так как тоже использует маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от Arcnet, при методе доступа Token Ring имеется возможность назначать различные приоритеты разным рабочим станциям.

В IBM Token Ring используются три основных типа пакетов:

•  пакет управление/данные (Data/Command Frame) — с по­мощью такого пакета выполняется передача данных или команд управления работой сети;

•  маркер (Token). Станция может начать передачу данных только после получения такого пакета; в одном «кольце»  может быть только один маркер и, соответственно, только одна станция с правом передачи данных;

•  пакет сброса (Abort) — посылка такого пакета вызывает прекращение любых передач.

Аппаратура Token Ring.

Что касается топологии сети Token Ring, то ее название может ввести в заблуждение. Топология этой сети больше похожа на топологию звезды, чем на тополо­гию кольца. Вместо того чтобы, соединяясь друг с другом, фор­мировать кольцо, рабочие станции TokenRing подключаются радиально к концентратору типа 8228 производства IBM. Однако концентраторов может быть несколько, и в этом случае концен­траторы действительно объединяются в кольцо через специаль­ные разъемы. Если используется один концентратор, то объеди­няющие разъемы можно не закольцовывать.

Скорость передачи данных в сети Token Ring может достигать 4 или 16 Мбит/с, однако стоимость сетевого оборудования выше, чем для сетиEthernet.

Локальная сеть Ethernet

Спецификацию Ethernet в конце 70-х годов XX в. предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 г. была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базеEthernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3.

На логическом уровне в Ethernet применяется шинная топология:

•  все устройства, подключенные к сети, равноправны, т. е. любая станция может начать передачу в любой момент вре­мени (если передающая среда свободна);

•  данные, передаваемые одной станцией, доступны всем стан­циям сети.

Метод доступа Ethernet является методом множественного доступа с прослушиванием несущей и разрешением коллизий Конфликтов) — CSMA/CD (Carier Sense Multiple Access with Collision Detection), был предложен Xerox в 1975 г

Поскольку в системе используется топология «общая шина», сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными, подключенными к общей шине. Сообщение, предназначенное только для одной станции  (включает адрес станции назначения и адрес станции от­правителя), принимается этой станцией и игнорируется остальными.  Перед началом передачи рабочая станция определяет, свободен канал или занят. Если канал свободен, станция начинает передачу.

Ethernet не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станции задерживают передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется. Реально конфликты приводят к уменьшению быстродействия сети только в том случае, если работает порядка 80—100 станций.

Такая схема наиболее действенна при небольшом числе пользователей или незначительном количестве передаваемых в; сегменте сообщений. При увеличении числа пользователей сеть будет работать не столь эффективно. В этом случае оптимальное решение состоит в увеличении числа сегментов для обслуживания групп с меньшим числом пользователей. Передаваемые в сети Ethernet пакеты могут иметь переменную длину.

Кроме ограничения на длину сегмента, существуют ограни­чения на максимальное количество сегментов в сети (и, как следствие, на максимальную длину сети), на максимальное ко­личество рабочих станций, подключенных к сети, и на макси­мальную длину трансиверного кабеля.

Высокоскоростные (более 100 Мбит/с) сети

Новые требования к производительности сетей, предъявляе­мые современными приложениями, такими, как мультимедиа, распределенные вычисления, системы оперативной обработки транзакций, вызывают насущную необходимость расширения соответствующих стандартов. Ethernet на 10 Мбит/с, долгое время занимавший главенствующие позиции, активно вытесняется более современными и существенно более быстрыми технологиями передачи данных.

На рынке высокоскоростных сетей предлагается около десятка различных технологий, как развивающих уже существующие стандарты, так и основанных на концептуально новых. В их число входят следующие стандарты и технологии.

Оптоволоконный интерфейс FDDI.

Оптоволоконный интерфейс к распределенным данным (Fibre Distributed Data Interface — FDDI) был разработан комитетом стандартов Американского национального института стандартов (ANSI) в середине 1980-х г., когда высокоскоростные АРМ проектировщиков начали перегружать полосу пропускания существующих локальных сетей, основанных на Ethernet и Token Ring. Стандарт определяет двойнуюкольцевую локальную сеть с эстафетным доступом на 100 Мбт/с использующую волоконно оптический кабель. FDDI занял свою нишу как надежная, высокоскоростная магистраль для сетей критического назначения и с высоким потоком данных.

Размер пакета может достигать 20 000 байт, хотя обычно используются пакеты размером 4500 байт. Тем не менее, если Пакет предназначен для рабочей станции, подключенной к кольцу с помощью Ethernet, то его размер не будет превышать 1516 байт. Максимальная длина окружности сети FDDI составляет 100 км, а расстояние между рабочими станциями — 2 км

В то время как в Token Ring используется только один маркер, который передается от одной машины к другой. FDDI использует другую идею — так называемый временной маркер. Каждая станция посылает данные следующей в течение определенного периода времени, о котором они «договариваются» за­ранее, когда подключаются к кольцу.

Поскольку каждый конкретный путь однонаправлен и устройства передают данные в указанное время, то такая схема полностью исключает коллизии. Это позволяет FDDI достичь практически полной теоретической пропускной способности.

FDDI использует двойную кольцевую топологию, которая включает два противовращающихся кольца. В процессе нормального функционирования первичное кольцо используется для передачи данных, вторичное кольцо простаивает. Нали­чие двойных колец должно обеспечить высокую надежность и устойчивость к ошибкам.

Ваш отзыв


один × = 4