Проектирование и разработка сетевых броузеров на основе теоретико-графовых моделей (стр. 3 из 14)

Если в одноранговой сети нет выделенного сервера, все компьютеры равноправны в том смысле, что могут рассматриваться и как серверы, и как клиенты. Обычно одноранговые сети содержат до десяти компьютеров.

Одноранговая сеть на основе сервера содержит выделенный сервер. Сеть может содержать не один, а несколько серверов, имеющих специальное назначение :

- файл-серверы;

- принт-серверы;

- серверы приложений, на которых выполняются прикладные задачи;

- почтовые серверы;

- факс-серверы;

- коммуникационные серверы, управляющие потоком данных и почтовых сообщений между сетью, в которой они размещены, и другими сетями, мэйнфреймами (большими ЭВМ) или удаленными пользователями через модемы и телефонные линии;

- серверы служб каталогов, обеспечивающие поиск, хранение и защиту информации в сети.

В комбинированных сетях совмещаются лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. Используется сервер, но и другие отдельные компоненты могут разрешать доступ к своим данным.

2.2. Классификация существующих методов организации сетей

Базовые топологии локальных сетей

Базовые топологии локальных сетей – это основные виды конфигураций соединений элементов сетей при помощи кабеля.

Рассмотрим три базовых топологии : шина, звезда и кольцо.

Шина (или линейная шина) – это топология, представленная на рис. 4.

Рис. 4. Простейшая одноранговая сеть.

Передаваемый сигнал распространяется по кабелю – магистрали (сегменту) и поглощается на концах терминаторами (заглушками). В любой момент времени только один компьютер может вести передачу. Данные передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых данных.

Говорят, что шина – пассивная топология. Компьютеры только “слушают”, но не регенерируют сигналы. Подсоединение кабеля осуществляется при помощи баррел-коннекторов и репитеров.

Баррел-коннекторы – это специальные металлические соединительные разъемы; они позволяют сращивать кабель, но при большом количестве стыковок сигнал ощутимо затухает. Для решения проблемы сохранения физических параметров сигналов, распространяющихся в компьютерных сетях, применяют специальные устройства.

Репитер – это повторитель-формирователь, просто усиливающий сигнал.

Топология звездапредусматривает подключение всех компьютеров с помощью сегментов кабеля к центральному элементу. Различают два подтипа этой топологии – пассивная звезда, в центре которой нет компьютера-абонента, кабели соединены при помощи концентратора (hub), и активная звезда, содержащая в центре компьютер, управляющий обменом информации в сети. Концентратором (hub) называют устройство, служащее для объединения нескольких сегментов сети и не преобразующее передаваемую информацию. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Концентраторы бывают активные, пассивные и гибридные.

Активная звезда обеспечивает бесконфликтное управление, но нарушения в работе центра приводят к выходу из строя всей сети, но зато сеть с такой топологией мало чувствительна к выходу из строя участков соединительного кабеля.

Топология кольцо предусматривает передачу сигналов по кольцу в одном направлении, так, что сигналы проходят через каждый компьютер (рис.5). В отличие от пассивной топологии “шина”, здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру.

Сервер

Рис.5. Топология “Кольцо”.

Типы кабелей

Тип кабеля, выбранного для соединения сетевых компонентов между собой, определяет максимальную скорость передачи данных в сети и возможную удаленность компьютеров друг от друга. Это связано с частотными свойствами процессов распространения сигналов. Основными и наиболее распространенными являются следующие типы кабелей :

- Коаксиальный (coaxial), подразделяющийся на толстый и тонкий;

- Витая пара (twisted pair), имеющая два типа : неэкранированная (10 Base-T) и экранированная.

- оптоволоконный (fiber optic).

Толстый кабель обеспечивает передачу сигналов на большие расстояния, чем тонкий, -до 500 метров, и часто используется в качестве основного магистрального кабеля (backbone).

Для подключения к толстому коаксиальному кабелю применяют специальное устройство – трансивер (TRANSmitter/reCEIVER – передатчик.приемник), устройство, преобразующее поток параллельных данных, который использует шина компьютера, в поток последовательных данных, направляемых по кабелю к другому компьютеру. Трансивер, используемый для подключения к толстому кабелю, снабжен специальным коннектором, который называют «зуб вампира» или «пронзающий ответвитель». Чтобы подключить трансивер к сетевому адаптеру, нужно подключить кабель трансивера к коннектору AUI- порта сетевой платы. Этот коннектор известен как DB-15 (15-ти контактный).

Витая пара дешевле коаксиального кабеля и менее надежна. Использование неэкранированной витой пары позволяет реализовать длину сегментов соединения до 100 метров. Для подключения витой пары используются восьмиконтактные коннекторы RG-45.

Оптоволоконный кабель имеет высокую стоимость и обладает рядом преимуществ : слабое затухание сигнала, практическая невозможность вскрытия оптоволокна с целью перехвата данных. Такой кабель передает данные только в одном направлении и поэтому состоит из двух волокон с отдельными коннекторами.

Использование оптоволоконного кабеля теоретически может позволить осуществлять передачу данных со скоростью 200000 Мб/сек.

Платы сетевого адаптера

Платы сетевого адаптера принимают параллельные данные с шины компьютера и преобразуют их в последовательный битовый код, используемый при передаче по кабелю. Плата сетевого адаптера должна указать свое местонахождение или сетевой адрес, чтобы ее можно было отличить от остальных плат. Сетевые адреса определены комитетом IEEE, закрепившим за каждым производителем таких плат некоторые интервалы адресов. Эти адреса «зашиты» в микросхемы. Благодаря этому каждая плата и каждый компьютер имеют уникальный адрес в сети. Плата сетевого адаптера запрашивает у компьютера данные из памяти по шине, и если они поступают быстрее, чем может передать плата, то данные временно помещаются в буфер.

Перед передачей данных передающая плата проводит диалог с принимающей платой, осуществляя согласование информации о следующих параметрах передачи :

- максимальном размере блока передаваемых данных;

- объеме данных, передаваемых без подтверждения о получении;

- интервалах между передачами блоков данных;

- интервале, в течение которого необходимо послать подтверждение;

- объеме данных, которые может принять каждая плата без возникновения ситуации переполнения;

- скорости передачи данных.

2.3. Глобальная сеть Internet

Наиболее распространенные сетевые протоколы

Определение. Протоколы являются набором правил и процедур, предназначенных для установления связей в сети.

Набор протоколов сети Internet, TCP/IP (Transmit Control Protocol / Internet Protocol) является промышленным стандартом протоколов, обеспечивающих связь компьютеров разных типов.

Основные протоколы передачи данных высокого уровня :

WWW (World Wide Web) – важнейший ресурс Internet, обеспечивающий гипертекстовое представление информации и гипертекстовые ссылки для единого представления и доступа во всемирной глобальной сети.

Gopher – усовершенствованная система передачи файлов. Позволяет, используя систему меню, просматривать списки ресурсов, пересылать нужный материал, просматривать данные. Компьютеры, использующие Gopher, можно представить соединенными в единую информационно-поисковую систему GopherSpace.

WAIS – индексная поисковая система глобального информационного сервера.

SNMP (Simple Network Management Protocol) – протокол сети Internet для мониторинга сети и сетевых компонентов.

FTP (File Transfer Protocol) – протокол сети Internet для передачи файлов. Поддерживает процесс передачи файлов между локальным и удаленным компьютером. Имеет ряд команд, которые реализуют двунаправленную передачу двоичных и ASCII-файлов между компьютерами.

Telnet – протокол сети Internet для регистрации на удаленных хостах и обработки данных на них.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – протокол сети Internet для обмена электронной почтой.

TCP (Transmission Control Protocol) – TCP/IP – протокол для гарантированной доставки данных, разбитых на последовательность фрагментов.

IP (Internet Protocol) – протокол сетевого уровня из набора протоколов Internet, обеспечивающий правильную передачу пакетов. IP является базовым элементом технологии Internet. Его центральная часть – таблица маршрутов. Этот протокол использует таблицу маршрутов при принятии всех решений о маршрутизации IP-пакетов.

OSPF (Open Shortest Path First) – алгоритм маршрутизации, использующий состояние каналов, в его основе лежит алгоритм Дейкстры. OSPF вычисляет маршруты, учитывая количество маршрутизаторов, через которые пакет пройдет на пути к получателю, пропускную способность линии, трафик и стоимость.

Набор протоколов IPX/SPXи NWlink (Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange) – стэк протоколов, используемых в сетях Novell. Это относительно небольшой и быстрый протокол, поддерживающий маршрутизацию. NWlink – реализация IPX/SPX фирмой Microsoft для использования в качестве транспортного маршрутизируемого протокола.