ВС и системы телекоммуникаций (стр. 2 из 5)

Уровень 3 (сетевой) обеспечивает передачу данных через сеть. Управление сетью, реализуемое на этом уровне, состоит в выборе маршрута передачи данных по линиям, связывающим узлы сети. Для этой цели к фрагменту данных добавляется заголовок пакета. Фрагмент данных расширяется и превращается в пакет данных.

Уровень 2 (канальный) предназначен для обеспечения передачи данных по информационному (логическому) каналу сети. С этой целью к пакету данных добавляется заголовок кадра, содержащий адрес необходимого информационного канала, и концевик кадра с информацией для проверки искажения пакета на приёмной стороне. Пакет данных с заголовком и концевиком кадра образует кадр данных.

Уровень 1 (физический) реализует управление физическим каналом связи, что сводится к подключению и отключению канала связи и формированию сигналов, представляющих передаваемые данные.

Задачей всех семи уровней является обеспечение надёжного взаимодействия систем сети. При этом каждый уровень выполняет возложенную на него задачу. Однако уровни работают так, чтобы в нужных ситуациях подстраховывать и проверять работу других уровней. Так, если канальный уровень случайно пропустит ошибку, появившуюся при передачи информации, то её “поймёт” и исправит транспортный уровень и т.д.

Тема 2. Общая характеристика локальных сетей

1 вопрос.

Основными характеристиками локальной сети являются:

Разделение ресурсов. ЛВС обеспечивает коллективное использование (разделение между несколькими пользователями) различных периферийных устройств: лазерных принтеров, графопостроителей и т.д.

Разделение данных. ЛВС обеспечивает коллективное использование общих баз данных.

Разделение программных средств. ЛВС обеспечивает коллективное использование общих программ.

Электронная почта. ЛВС обеспечивает обмен информацией между АбС сети.

Существует большое разнообразие ЛВС, которые можно объединить в несколько групп согласно следующим критериям:

· способ организации: реальные (одноранговые и с центральным управлением), искусственные;

· наличие проводных соединений: проводные беспроводные;

· топология: звезда

· шина

· кольцо;

· технология: Ethernet

· Token Ring

· Arcnet

· FDDI.

По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные. Реальные сети делятся на одноранговые и с центральным управлением. Более подробно они будут описаны во 2-ом вопросе.

Искусственные сети позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в специальных сетевых адаптерах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему ( не используется модем) или через нуль-слот (поскольку ни один слот машины не занят сетевой платой). Сами сети называют сетями на нуль-модеме или нуль-слоте. Сеть на нуль-слоте предоставляет те же возможности, что и другие сети, но при этом она очень медлительна. Искусственные сети используются когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MS DOS 6.0 и 6.2 снабжены программой INTER LINK, которая обеспечивает возможность такой перекачки. Однако данная программа работает одновременно только с двумя компьютерами и не может связать три или более машин. Если это необходимо, то требуется специальное программное обеспечение Laplink.

Наибольшее распространение в наше время получили проводные сети. Именно они будут в дальнейшем рассмотрены более подробно. Однако более перспективными являются беспроводные сети. При этом используются инфракрасные лучи (волны в инфракрасном диапазоне) при небольшом расстоянии между АбС и волны радиочастот для региональных и глобальных сетей. Вскоре модемы сотовой (беспроводной) телефонной связи и переносные компьютеры с питанием от батарей могут послужить основой для создания виртуальных сетей, пользователи которых могут перемещаться в пространстве, не теряя при этом связи друг с другом. В наше время виртуальные сети очень дорогое удовольствие. Однако в будущем этот вид сетей должен получить широкое распространение.

2 вопрос.

Реальные ЛВС подразделяются на одноранговые сети и сети с централизованным управлением.

Одноранговые сети содержат в своем составе АбС идентичные по своим функциям: выполнение пользовательских программ, хранение и печать данных и другое. В условиях данного вида сети одна абонентская система имеет доступ к дискам и принтерам другой АбС, стоит лишь сделать этот компьютер АдС (сервером).

Достоинства одноранговых сетей:

Наиболее просты в установке и эксплуатации.

В сети любой компьютер, имеющий ресурсы для совместного использования, может быть сервером.

Для сервера сети не требуется специальная ОС. Он работает под управлением обычной DOS.

Недостатки:

· в условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.

В сети с централизованным управлением при установке сети заранее выделяются одна или несколько машин, управляющих обменом данных по сети (административные АбС). Диски выделенных машин (серверов) доступны всем остальным компьютерам сети. Остальные компьютеры (рабочие станции) имеют доступ к дискам файл-сервера и совместно используемым принтерам. С одной рабочей станции нельзя работать с дисками других станций.

Основным достоинством сети с централизованным управлением является более высокий уровень защиты данных.

К недостаткам централизованной сети, по сравнению с одноранговыми сетями, относятся:

Необходимость дополнительной ОС для сервера.

Сложность установки и модернизации сети.

Необходимость предварительного определения файл-сервера.

3 вопрос.

Топология (topology) - идентифицирует схему проводных соединений в сети.

В условиях звездообразной (радиальной) структуры (рис.2.1) организуется центральный узел (хаб, концентратор), через который посылаются все сообщения от АбС. Для подсоединения АбС к хабу используется витая пара проводов. Хаб представляет собой маленькую коробочку, к которой подсоединен пучок кабелей. Таким образом хаб обеспечивает связь компьютеров (АбС) друг с другом (аналогично коммутатору в телефонной сети).

Основным достоинством звездообразной структуры является независимость каждого радиального направления от остальных, т.е. неполадки на одном из участков кабеля никак не повлияют на работу остальных пользователей.

Недостатки:

Для каждой АбС требуется прокладка “своего” кабеля.

Зависимость от надежности хаба (концентратора).

Невысокая скорость работы.

Рис.2.1. Звездообразная структура сети.

Наиболее распространенной топологией сети является топология типа “шина”. В этом случае все сетевые компьютеры (АбС) связаны линейно (рис.2.2) с помощью коаксиального кабеля.

Рис.2.2. Шинная архитектура сети.

Достоинства:

Относительно высокая надежность и скорость передачи.

Сеть можно легко развивать, добавляя новые разветвления.

Рис.2.3. Шинная архитектура сети с разветвлением.

Недостатки:

при разрыве кабеля сеть теряет работоспособность.

ИВС на базе кольцевого канала передачи данных представлена на рис.2.4. В качестве точек подключения АбС в кольцо вставляются простейшие аппараты, называемые повторителями. Задачей повторителя является небольшая задержка проходящего через него пакета и усиление сигналов, передающих информацию. Указанная задержка необходима для того , чтобы станция могла, прочтя заголовок информации в проходящем мимо нее пакете, сделать в этом пакете необходимые пометки.

Рис.2.4. ИВС на базе кольцевого канала.

Существует несколько способов передачи информации через кольцо. Суть наиболее распространенного заключается в следующем. По кольцу в одном направлении движутся один за другим электронные “конверты”. Каждый из “конвертов” является группой электронных сигналов, чередующихся с паузой. Посылая сигналы во время паузы, можно заполнить “конверт” и превратить его в пакет или блок информации.

Структура циклического кольца проста, но имеет существенный недостаток. При обрыве кольца прекращается работа всей информационной сети. Поэтому в реальных сетях предпочтение отдается модернизированным кольцам.

Первая модернизация заключается в том, что в ЛВС используются 2 циклических кольца. В нормальном режиме передача информации ведется по обоим кольцам, но в разные стороны.

Рис.2.5. ИВС с 2 циклическими кольцами в аварийном режиме.

При обрыве два кольца замыкаются в единое целое кольцо.

Например, при обрыве в точках “аа” АбС, расположенные рядом с точками разрыва, переходят в аварийный режим. В этом режиме, кроме выполнения своих функций, каждая из АбС замыкает друг с другом внешнее и внутреннее теперь уже полукольцо в одно единое кольцо.

На следующем рисунке представлен еще один вид модернизации кольца. Вторая модернизация циклического кольца заключается в изменении топологии так, как это показано на рис.2.6. В центре устанавливается коммутатор. От коммутатора ко всем повторителям проведены лучи кольцевого канала.

Рис.2.6 Лучевое циклическое кольцо.

Коммутатор имеет столько переключателей, сколько может работать систем в ИВС. Когда переключатели находятся в таком положении, как представлено на рис. 2.6, пакеты проходят через каждую систему. Если в одном из лучей произошел обрыв, кольцо разрывается. В этом случае соответствующий переключатель коммутатора замыкается, восстанавливая движение по кольцу, но уже мимо вышедшего из строя луча и связанной с ним системы. Поврежденный луч отключается от кольца для ремонта.