В этой структуре каждая ЭВМ
используя механизм прерывания работает
в качестве ретранслятора. Обратите внимание,
живучесть сети повышена - при одиночном
обрыве связи между соседними ЭВМ сеть
продолжает функционировать.
Соединение ЭВМ "каждая с
каждой" позволяют получить сеть самую
дорогую, но и обладающую максимальной
живучестью.
Для объединения ЭВМ в сеть
необходимы специальные электронные устройства,
обеспечивающие выполнение, принятых
для данной сети правил передачи и приема
данных между ЭВМ. Эти правила называют аппаратным протоколом сети.
Кроме этого, необходимы специальные программные
средства, обеспечивающие выполнение,
принятых для данной сети правил обработки
данных.
5. Компоненты локальной сети
Локальные сети – это распространённый тип сетей,
находящий себе применение в небольших
офисах, дома, в гигантских корпорациях.
LAN – это сеть, расположенная на
небольшой территории. LAN-сеть может состоять
всего из 2-х компьютеров в домашней сети
или сотни компьютеров в большом офисе.
Каждая локальная сеть состоит
из программных, аппаратных компонентов
и соединяющих кабелей. Независимо от
размера сети, для её работы необходимы
следующие компоненты:
Компьютеры: Компьютеры являются оконечными
устройствами сети, передающими и принимающими
информацию.
Соединительные устройства : Соединительные устройства
предоставляют возможность информации
перемещаться от одной точки сети к другой.
Соединительные устройства включают следующие
компоненты:
Платы сетевого адаптера: Переводят данные, отправляемые
компьютером в формат, пригодный для передачи
по сети.
Кабели: Среда передачи электрических
сигналов.
Сетевые устройства: В локальной сети требуются
следующие сетевые устройства:
Концентраторы (HUBs): Концентраторы объединяют устройства
в сети. Эти устройства функционируют
на 1-ом уровне модели OSI. Однако концентраторы
активно вытесняются коммутаторами.
Коммутаторы Ethernet (Ethernet switches): Коммутаторы используются как
точки сосредоточения даже в базовых локальных
сетях. Они функционируют на 2-ом уровне
модели OSI и обеспечивают интеллектуальную
передачу фрэймов по сети.
Маршрутизаторы(Routers): Маршрутизаторы позволяют соединять между собой локальные сети. Они работают на 3-ем уровне модели OSI.
Протоколы: Протоколы управляют методами
передачи данных по локальной сети.
Протокол разрешения адресов
(ARP) и Reverse ARP (RARP)
Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)
6. Каналы связи, модемы,
назначение
Каналами
связи называют технические средства,
позволяющие осуществлять передачу данных
на расстоянии, или средствами установления
связи для передачи информации между удаленными
компьютерами. В качестве технических
средств передачи информации могут использоваться
обычные каналы связи (телефонные, телеграфные,
спутниковые и т. д.). Сейчас более прогрессивными
средствами считаются каналы связи, построенные
специально для передачи цифровой информации.
К таковым относятся, например, оптоволоконные
сети.
Основными характеристиками
каналов связи являются пропускная способность
и помехоустойчивость. Пропускная способность
отражает способность канала передавать
заданное количество сообщений за единицу
времени. Данный параметр зависит от физических
свойств канала связи. Другими словами,
пропускная способность - это объем данных,
передаваемых модемом в единицу времени,
без учета дополнительной служебной информации,
например стартового и стопового битов,
начальных конечных записей Стоков и т.
д.
Помехоустойчивость задает параметр уровня
искажения передаваемой информации. Для
того чтобы избежать изменения или потери
информации при ее передаче, используют
специальные методы, позволяющие сократить
влияние шумов.
Классифицировать компьютерные
каналы можно так:
1. Цифровые
2. Аналоговые
1. Выделенные (постоянное соединение).
2. Коммутируемые (временное соединение).
По способу передачи сигнала:
1. Телефонные
2. Кабельные (витая пара, коаксиальные
кабели, оптико-волоконные кабели; оптические
(световоды), радиорелейные, беспроводные,
спутниковые).
3. Радио: радиорелейные, спутниковые.
Кабельные
компьютерные каналы
Витая пара состоит из двух изолированных
проводов, свитых между собой. Скручивание
проводов уменьшает влияние внешних электромагнитных
полей на передаваемые сигналы. Самый
простой вариант витой пары - телефонный
кабель. Основной недостаток витой пары
- плохая помехозащищённость и низкая
скорость передачи информации. Витая пара
по стандарту UTP-6 обеспечивает скорость
передачи до 10Гб/с на расстоянии до 100м.
Для повышения помехозащищённости используется
экранированная витая пара
Оптоволоконный кабель - идеальная передающая среда,
он не подвержен действию электромагнитных
полей и сам практически не имеет излучения.
Использование светового сигнала обеспечивает
абсолютную независимость от электромагнитных
помех природного происхождения и возникающих
в результате функционирования самых
разнообразных технических устройств
на производствах, транспорте, в системах
связи и в быту, а также отсутствие электромагнитного
излучения от линии. Преимущество волоконной
оптики несомненно: реализуемые в оптических
каналах скорости передачи информации
пока недостижимы для медных кабелей.
Радиорелейные линии
связи (РРЛ) предназначены для передачи
сигналов в диапазонах дециметровых, сантиметровых
и миллиметровых волн. Передача ведется
через систему ретрансляторов, расположенных
на расстоянии прямой видимости. Ретрансляторы
осуществляют прием сигнала, усиление
его, обработку и передачу на следующий
ретранслятор. Общая протяженность РРЛ
может достигать тысяч километров. К недостаткам
можно отнести: ограниченную дальность
одного сегмента, не превышающую 100 км
не только из-за энергетики, но и из-за
влияния кривизны земли на обеспечение
прямой видимости (исключение - ТРЛ), зависимость
качества связи от времени года и времени
суток.
Беспроводное сетевое оборудование предназначено
для передачи по радиоканалам информации
(данных, телефонии, видео и др.) между компьютерами,
сетевыми и другими специализированными
устройствами. В последнее время все большую
популярность приобретает идея построения
городской опорной сети с беспроводным
доступом.
Спутниковые линии
связи работают в 9 - 11 диапазонах частот
и, в перспективе, в оптических диапазонах.
В этих системах сигнал с земной станции
посылается на спутник, содержащий приемопередающую
аппаратуру, там усиливается, обрабатывается
и посылается обратно на Землю, обеспечивая
связь на большие расстояния и перекрывая
большие площади. Существует множество
разнообразных спутниковых систем, как
коммерческого, так и специального назначения.
Скорость передачи в спутниковом канале
- до 45 Мбит/c. Традиционные системы спутниковой
связи постоянно развиваются, и главная
тенденция их развития - удешевление. Но
основное препятствие к использованию
широкополосного спутникового доступа
для Интернета - это стоимость выделенных
широкополосных каналов связи: обычно
более эффективно использовать каналы
связи с низкой полосой пропускания.
Модемы,назначение
В последнее время модемы становятся
неотъемлемой частью компьютера. Установив
модем на свой компьютер, вы фактически
открываете для себя новый мир. Ваш компьютер
превращается из обособленного компьютера
в звено глобальной сети.
Модем позволит вам, не выходя из дома,
получить доступ к базам данных, к программам,
которые могут быть удалены от вас на многие
тысячи километров, разместить сообщение
на BBS (электронной доске объявлений), доступной
другим пользователям, скопировать с той
же BBS интересующие вас файлы, интегрировать
домашний компьютер в сеть вашего офиса,
при этом (не считая низкой скорости обмена
данными) создается полное ощущение работы
в сети офиса. Кроме того, с помощью модема
можно получить доступ к глобальным сетям
(RelCom, FidoNet, Internet), которые предоставляют
широчайший спектр возможностей: электронная
почта, конференции, общение в реальном
времени (чаты), разнообразнейшая информация,
бесплатные и условно бесплатные программные
продукты со всего мира. Глобальная сеть
Internet может быть отдельной темой для исследований,
так как предоставляет практически не
ограниченные возможности для доступа
к информации по всему миру.
Модем (Modem) - устройство для
преобразования цифровой информации сигнала
в аналоговый (МОдуляция) для передачи
по аналоговым линиям связи, и обратного
преобразования принятого аналогового
сигнала снова в цифровой (ДЕМодуляция).
Для чего же это нужно. Так как компьютеры
могут обмениваться только цифровыми
сигналами, а каналы связи таковы, что
наилучшим образом в них проходят аналоговые
сигналы, для этого и нужен мостик, преобразующий
сигнал - модем. Но модем имеет еще не мало
и других функций, основные из них это
коррекция ошибок и сжатие данных. Первый
режим обеспечивает дополнительные сигналы,
посредством которых модемы осуществляют
проверку данных на двух концах линии
и отбрасывают немаркированную информацию,
а второй сжимает информацию для более
быстрой и четкой ее передачи, а затем
восстанавливает ее на получающем модеме.
Оба эти режима заметно увеличивают скорость
и чистоту передачи информации, особенно
в российских телефонных линиях.
7. Пропускная способность сетей
Пропускной способностью называется
скорость передачи данных по линии связи.
Единица измерения пропускной способности
сети – бит в секунду. Существуют и альтернативные
единицы измерения – например – пакет
в секунду. Бит, как наименьшая единица
информации, может принимать всего два
значения – единица или ноль. Современные
линии связи позволяют достигать очень
высоких скоростей передачи данных и для
удобства используют производные единицы
измерения скорости – килобит в секунду
(Кбит/с), мегабит в секунду (Мбит/с), гигабит
в секунду (Гбит/с) и так далее.
"Сетевые" килобиты
и мегабиты соответствуют традиционным
метрическим величинам, принятым
в других отраслях науки. То
есть 1 Кбит/с соответствует 1000 Бит/с.
Для многих из нас удобнее работать
с обычными "компьютерными" единицами
количества информации, чем с метрическими.
Для того, чтобы перейти от мегабитов и
килобитов к мегабайтам и килобайтам нужно
руководствоваться следующими соображениями.
Во-первых, один байт равен восьми битам,
а во-вторых, килобайт равен 1024 байтам,
мегабайт 1024 килобайтам и так далее. То
есть для того, чтобы перевести пропускную
способность 100-мегабитной линии связи
в мегабайты надо найти количество байтов,
соответствующее 100 мегабитам и два раза
разделить полученное значение на 1024.
Считаем. 100 Мбит/с – это 100 000 000 Бит/с или
12 500 000 Байт/с (100 000 000/8). Теперь переходим
к килобайтам в секунду. 12 500 000/1024=12207 Кб/с.
Делим полученное значение в килобайтах
на 1024 и получаем 11,9 Мб/с. Получается, что
100 Мбит/с – это примерно 12 Мбайт/с.
Говоря о пропускной способности
линии связи надо учитывать, что она редко
достигает максимальных для какой-либо
технологии значения по причинам помех
в линиях связи, ошибок в работе оборудования
и так далее. Так же надо учитывать, что
часть пропускной способности тратится
на передачу служебной информации – в
результате, например, линия связи с теоретической
пропускной способностью в 12 Мбайт/с может
передавать полезные данные со скоростью
на несколько Мбайт/с меньшей, чем эта
величина.
Прежде чем говорить о других
свойствах сети, обсудим метод доступа
к среде передачи данных, который в ней
используется.
CSMA/CD
CSMA/CD расшифровывается как
Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection - метод
коллективного доступа с опознанием несущей
и обнаружением коллизий. CSMA/CD используется
в сетях с общей средой передачи данных
– в случае с Ethernet – это кабель. Все компьютеры,
подключенные к сети, могут принимать
сигналы друг от друга, но одновременно
обмениваться данными могут лишь два компьютера.
Ограничения стандарта
100Base-TX
Стандарт 100Base-TX имеет определенные
ограничения на структуру сети, построенной
в соответствии с ним.
В частности, стандарт вводит
ограничение на длину сегмента сети в
100 метров (на самом деле эта длина ограничена
94 метрами, но мы здесь и далее будем использовать
круглую цифру 100). То есть, вы можете подключить
к коммутатору несколько компьютеров
кабелями, длина каждого из которых составляет
100 метров.