Глобальные и локальные сети (стр. 3 из 5)

Для повышения надежности и пропускной способности сети применяется двойное кольцо. Сообщения в кольцах курсируют в разных направлениях. При нарушениях одного кольца уменьшается только пропускная способность сети. При нарушениях обоих колец ближайшие к нарушению автоматически восстанавливают циркуляцию информации в одном кольце.

Пример кольцевой сети: Token Ring Network (филиал фирмы IBM в Цюрихе). Сеть обладает статусом мирового стандарта, ее длина достигает 2 км и обслуживает до 256 абонентов. В сети реализован маркерный метод доступа.

2.4.3. Магистральные сети

1. Магистральные моноканалы

Структура сети показана на рис.2.4.3.1. Все абоненты подключены к одной физической среде, представляющей собой магистраль (шину). Сообщение, переданное пользователем, поступает через БлД ко всем абонентам сети.

Рис.2.4.3.1. Структура моноканальной ЛКС

Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД – блок доступа

1.Методы доступа к сети:

1. Централизованные методы доступа, аналогичные методам кольцевых

структур: разделение времени и передача полномочия.

2. Случайные методы доступа, аналогичные методам, характерным для радиоканальных ЛКС.

Достоинства сети:

- более высокая надежность, чем у кольцевых сетей, так как отказ абонента не влияет на работу сети;

- возможность подключения и отключения абонентов без остановки работы сети в случае неразрушающего физическую среду подключения абонентов;

- наименьшая длина физической среды.

Для повышения надежности и пропускной способности применяются двойные моноканалы.

Примером магистральной моноканальной структуры является сеть Ethernet, представляющая собой отраслевой стандарт фирм Intel, DEC и Xerox. Сеть положена в основу международного стандарта, обслуживает до 1000 абонентов при длине сети до 10 км, доступ к сети осуществляется по протоколам CSMA/CD.

2. Магистральные поликаналы

Поликаналом называют группу средств коммуникаций, работающих на одной физической среде и предназначенных для организации нескольких сетей различного
назначения. Для этого применяется широкополосная физическая, среда, например широкополосный коаксиальный или оптоволоконный кабель. Пример поликаналь
ной структуры для двух ЛКС на одной физической среде показан на рис.2.4.3.2.

Рис. 2.4.3.2. Структура.поликанальной ЛКС

Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, БлД – блок доступа

Здесь одна сеть передает информацию на частоте f1 , а другая - на частоте f2.

Методы доступа к сети: централизованные и случайные, аналогичные магистральному моноканалу.

Достоинства сети:

- высокая пропускная способность, позволяющая передавать большие потоки разнообразной информации;

- возможность организации на одной физической среде нескольких сетей различного назначения (например, в крупных финансовых организациях, информационных и многопрофильных фирмах).

Недостатки:

- сложность эксплуатации;

- высокая стоимость оборудования.

Магистральные поликаналы разрабатываются и производятся по конкретным заказам.

2.4.4. Комбинированные сети

Каждая из приведенных структур сетей обладает определенными достоинствами и недостатками. Преодолеть некоторые недостатки и повысить эффективность сетей можно путем комбинирования (структурирования) различных топологий. Например, на рис.2.4.4.1. изображена сеть с одним УК и двумя магистральными моноканальными подсетями. Сеть может включать несколько УК, каждый из которых имеет несколько портов.

Рис.2.4.4.1. Комбинированная ЛКС (вариант 1)

Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК – узел коммуникации

На рис.2.4.4.2. показана сеть из двух УК, ПЭВМ к которым подключены разными способами.

Достоинства сетей:

- возможность легкого наращивания абонентов и ресурсов сети;

- изменение конфигурации сетевой структуры;

- повышение надежности сети;

- продление жизненного цикла.

Рис.2.4.4.2. Комбинированная ЛКС (вариант 2)

Условные обозначения: ЦУС – центр управления сетью, ПЭВМ – персональный компьютер, УК – узел коммуникации

Недостатком таких систем является более высокая их стоимость за счет дополнительного технического и программного сетевого оборудования.

К комбинированной структуре можно отнести и полносвязную сеть (рис.2.4.4.3).

Рис.2.4.4.3. Структура полносвязной сети

Условные обозначения: ПЭВМ – персональный компьютер

Достоинства сети:

- наименьшая задержка передачи сообщения между компонентами сети;

- наибольшая надежность сети.

К недостаткам сети относятся: неэффективность, сложность и наибольшая длина физической среды.

В зависимости от конструктивных особенностей помещений фирмы, расположения сотрудников в помещениях, приоритета абонентов сети, допустимой задержки передачи сообщений и других факторов могут использоваться и другие структуры сетей.

2.5. Характеристика физических сред передачи данных в ЛКС

В качестве физической среды передачи сигналов в ЛКС применяются витые (скрученные) пары проводов (ВП), коаксиальные (КК), оптоволоконные (ОВК) кабели и радиоканалы (РК).

Учитывая эксплуатационные характеристики и стоимость различных сред передачи сигналов, наибольшее применение в ЛКС средней протяженности (офисы, небольшие фирмы, предприятия и организации) нашли витые пары и коаксиальные кабели. Витая пара - это телефонный провод европейского стандарта, включающий два изолированных проводника. Коаксиальный кабель состоит из центрального проводника, окруженного слоем изолирующего материала, проводящего электрический ток экрана, и внешней оболочки.

В ЛКС большой протяженности применяются оптоволоконные кабели. По ОВК передаются не электрические сигналы, а световая энергия. Внутреннюю часть ОВК составляют тонкие нити кварцевого волокна с низким коэффициентом затухания и высоким коэффициентом отражения. Внутреннюю часть ОВК окружает стеклянная пленка, имеющая меньший коэффициент отражения, чем кварц. В связи с этими физическими свойствами кварца и стекла ОВК могут передавать информацию на значительные расстояния.

В радиоканальных ЛКС применяются в основном радиочастотные, инфракрасные и микроволновые радиостанции на дальности прямой видимости.

3. Глобальные компьютерные сети

3.1. Классификация сетей

Глобальные сети можно классифицировать по следующим признакам:

1. По типу средств коммуникаций:

- наземные многоузловые сети;

- спутниковые радиосети;

- комбинированные сети.

2. По способу коммутации сообщений:

- коммутация каналов;

- коммутация сообщений;

- коммутация пакетов;

- адаптивная коммутация.

3. По выбору маршрута передачи сообщения:

- фиксированные пути;

- направленный выбор пути;

- случайные пути;

- лавинный способ.

3.2. Наземные многоузловые сети

3.2.1. Общая структура сети

Структура многоузловой сети показана на рис.3.2.1.1.

Рис.3.2.1.1. Комбинированная ЛКС

Условные обозначения: Т – терминал, УК – узел коммуникации, ЦУС – центр управления сетью

Рабочими ЭВМ сети могут быть все классы ЭВМ от персональных до суперЭВМ. Используются также отдельные терминалы (Т). Абоненты подключаются к сети посредством телефонных и телеграфных каналов связи в точках подключения (ТП). Доступ пользователей к ресурсам сети осуществляется через узлы коммутации. Каждый узел коммутации (УК) обслуживает определенное число пользователей, обычно наиболее близко расположенных к узлу. Архитектуру УК составляют ЭВМ со специальным сетевым программным обеспечением и коммуникационное оборудование. УК могут быть обслуживаемыми и необслуживаемыми, т. е. работающими в автоматическом режиме. УК выполняют важные сетевые функции: анализ и формирование сетевых адресов абонентов, кодирование сообщений, контроль и коррекцию ошибок, появившихся в процессе передачи информации, управление потоками сообщений, выбор оптимального для данной ситуации маршрута передачи сообщения и др. Один из УК выполняет роль шлюза или моста.

С одним из УК совмещается центр управления сетью (ЦУС), на котором работает администратор сети. В ЦУС, как правило, входит наиболее мощная ЭВМ сети со специальным программным обеспечением.

Между УК прокладываются, как правило, магистральные скоростные каналы передачи данных (МСКПД) на основе Коаксиальных, многожильных и оптоволоконных кабелей. В крайнем случае используются телефонные линии связи, обладающие средней скоростью передачи данных.

Достоинства многоузловой сети:

- возможно использование ранее проложенных каналов связи;

- допустимо применение в разных частях сети различных физических сред и скоростей передачи данных;

- возможность применения различных способов коммутации и выбора путей передачи сообщений.