Компьютерные сети (стр. 2 из 3)
Различают выделенные некоммутируемые каналы связи и каналы связи с коммутацией на время передачи данных по этим каналам.
При использовании выделенных каналов связи приемопередающая аппаратура узлов связи постоянно соединена между собой. Этим обеспечивается высокая степень готовности системы к передаче информации и более высокое качество связи. Однако, из-за сравнительно больших расходов на эксплуатацию сетей с выделенными каналами связи их рентабельность достигается только при условии высокой загрузки каналов.
Для коммутируемых каналов, создаваемых только на время передачи определенного объема данных, характерны высокая гибкость и сравнительно небольшая стоимость при малом объеме трафика. Недостатки таких каналов: потери времени на коммутацию (на установление связи между абонентами), возможность блокировки передачи из-за занятости отдельных участков линии связи, пониженное качество передачи, большая стоимость при значительном объеме трафика.
В каналах связи используется три режима передачи: симплексный, полудуплексный и дуплексный.
Симплексный режим используется для передачи данных только в одном направлении. Характерным примером организации симплексного канала является система телевизионного вещания (от излучающей антенны телевизионного центра к принимающей антенне абонента).
Полудуплексный режим обеспечивает возможность передачи сообщений в обоих направлениях, но в любой момент времени всегда только в одном направлении. Полудуплексный режим обмена сообщениями характерен для нормального протекания экзамена, когда вопросы одной стороны сопровождаются последующими ответами другой стороны.
Дуплексный режим обеспечивает одновременную передачу сообщений в обоих направлениях. Фактически дуплексный канал представляет собой два разнонаправленных симплексных канала между двумя узлами сети. Дуплексный режим широко используется при передаче сообщений как в локальных, так и в глобальных сетях, обеспечивая эффективное использование ЭВМ и каналов связи.
Для сопряжения компьютеров с каналами связи необходимы специализированные устройства - сетевые адаптеры. Они позволяют согласовать параметры сигналов внутреннего интерфейса компьютеров с параметрами сигналов, используемых в каналах связи определенного типа. При этом обеспечивается как физическое согласование по форме, уровню сигналов, так и на уровне кодирования. Помимо одноканальных адаптеров в сетях широко используют и многоканальные адаптеры - мультиплексоры передачи данных. В сетях со сложной конфигурацией находят применение специализированные интеллектуальные связные процессоры.
При подключении компьютера к телефонной линии функции сетевого адаптера выполняет модем. При увеличении протяженности сети с использованием кабелей применяют повторители, обеспечивающие поддержание формы и амплитуды сигнала при передаче его на большее по сравнению с типовыми значениями расстояние.
ЭТАЛОННАЯ МОДЕЛЬ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОТКРЫТЫХ СИСТЕМ OSI
Международная организация стандартов (ISO - InternationalOrganizationStandardization) для координации разработки открытых сетей приняла в 1978 году в качестве стандарта базовую эталонную модель OSI(OpenSystemInterconnection). Эта модель допускает эволюцию сетей с учетом новых результатов в теории и технике. Модель OSI определяет общие рекомендации для построения стандартов сетей, реализуемые как программными, так и аппаратными средствами. Она включает в себя семь иерархических уровней, каждый из которых выполняет определенную функциональную задачу .
Три верхних уровня вместе с прикладными процессами пользователей образуют область обработки данных. Три нижних уровня образуют область передачи данных между взаимодействующими системами и реализуют коммуникационные процессы по передаче данных. Средний (транспортный) уровень обеспечивает транспортировку данных (собственно трафик в сети) от отправителя к получателю. Он занимает особое место в иерархии уровней, поскольку здесь коммуникационная подсеть (три нижних уровня) с пакетом данных в качестве автономно транспортируемого объекта объединяется с верхними уровнями, использующими сообщение в качестве отдельного объекта.
Протокол - набор правил, определяющих процедуру взаимодействия процессов, устройств, систем. Применительно к модели сети, используемые в ней протоколы, управляют преобразованием форматов передаваемых сообщений (пакетов), последовательностью работы компьютерной техники, коммутационной аппаратуры и каналов связи, контролем и исправлением возникающих ошибок. За исключением физического уровня (его протоколы выполняются аппаратно) для всех уровней модели сети протоколы реализуются программным способом через драйверы, управляющие соответствующими сетевыми устройствами.
Семиуровневая архитектура вычислительной сети (указано направление передачи данных слева направо)
ОРГАНИЗАЦИЯ ЛОКАЛЬНЫХ И КОРПОРАТИВНЫХ СЕТЕЙ, ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИХ ТОПОЛОГИИ И ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
Одной из важных характеристик ЛВС является топология сети, которая характеризует усредненную геометрическую схему расположения входящих в состав сети компьютеров, узлов коммутации и каналов связи. Узел коммутации -это устройство, задающее направление передачи данных в сети. Для ЛВС характерны три базовых топологии: кольцо (ring), шина (bus) и звезда (star).
В топологии Кольцо повторители сигналов (репитеры) с помощью соединительных кабелей связаны в единую однонаправленную замкнутую цепь (рис.7.4). К каждому из повторителей подключено по одному компьютеру. Сообщение передается от одного повторителя к другому по кольцу до повторителя,295
опознающего адрес сообщения и отправляющего это сообщение подключенному к данному повторителю компьютеру. Для управления передачей сообщений по кольцу передается специальный маркер, разрешающий передачу сообщения из компьютера, инициировавшего формирование маркера. В общем случае маркер представляет собой служебное сообщение, в которое помещаются сообщения абонентов сети. Топология Кольцо обеспечивает равенство компьютеров, позволяет наращивать их число, однако последовательный характер обслуживания значительно снижает быстродействие сети, а выход из строя одного из повторителей приводит к остановке работы сети в целом. В настоящее время топология Кольцо используется очень редко.
В топологии Шина все компьютеры подключены к общей единой линии связи (рис.7.5). В отличие от топологии Кольцо, допускающей использование любых кабелей в качестве передающей сигналы среды, данная топология ориентирована на применение только коаксиального кабеля (тонкого или толстого). В наиболее широко используемом варианте с тонким кабелем выходы сетевых карт соседних компьютеров непосредственно связываются отрезками кабеля, формируя тем самым шину. Данные от передающего компьютера одновременно поступают на все компьютеры сети, однако их воспринимает только тот компьютер, адрес которого указан в передаваемом сообщении. В любой момент времени осуществлять передачу данных может только один компьютер. При выходе отдельного компьютера из строя сеть продолжает нормально функционировать. Для топологии Шина характерно высокое быстродействие ЛВС, простая процедура наращивания размера сети, однако при значительном объеме трафика ее пропускная способность может значительно понизиться.
Топология Звезда предполагает наличие центрального узла коммутации, с которым соединяются компьютеры сети посредством отдельных линий связи (рис.7.3). Данные между компьютерами передаются через центральный узел, обеспечивающий их маршрутизацию в сети. Данная топология обеспечивает простоту расширения и управления сетью, однако ее работоспособность полностью определяется состоянием центрального узла коммутации. Топология Звезда является более гибкой архитектурой позволяющей, строить как простые, так и сложные сегментированные, разветвленные сети. Скорость работы такой сети существенно выше, кроме того, имеется возможность построения сегментов с разной скоростью передачи данных в зависимости от ее технического оснащения и организации. При повреждении линии связи конкретного луча от сети отключаются только компьютеры, связанные с этим лучом.
На практике, как правило, реализуют комбинированные варианты построения локальной сети на основе топологии Звезда.
Для расширения числа подключаемых рабочих станций при создании сетей произвольной конфигурации широко используют специальные устройства — концентраторы (hub), фактически выполняющие функцию многопортовых (со многими входами) повторителей. Задачей концентратора является сбор воедино подходящих к нему сетевых соединений и организация приема и передачи данных между адресатами. Выпускают концентраторы пассивные и активные с автономным питанием. Основными их параметрами являются: скорость передачи данных и количество портов. Различные модели устройств работают на скоростях 10 Мбит/с и 10/100 Мбит/с (в новейших моделях максимально возможная скорость достигает 1000 Мбит/с) и имеют 4, 5, 8, 12, 16, 24 и 32 портов.