Основы работы компьютерной сети 6 (стр. 3 из 31)
 |
Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, то есть сосредоточена на одном или нескольких серверах, нетрудно проводить ее регулярное резервное копирование (backup).
Рисунок 13 - Администратор управляет сетевой защитой
Благодаря избыточным системам данные на любом сервере могут дублироваться в реальном режиме времени, поэтому при повреждении основного хранилища информация не теряется — запасное хранилище всегда к Вашим услугам.
Сети на основе сервера способны поддерживать тысячи пользователей. Одноранговыми сетями такого размера, существуй они в реальности, управлять было бы невозможно.
Так как клиентский компьютер не выполняет функций сервера, требования к его характеристикам определяет сам пользователь. Типичный компьютер-клиент имеет как минимум процессор Pentium и 32 Мб оперативной памяти.
Топология (topology), или «топология сети», — это стандартный термин, который используется профессионалами при описании базовой схемы сети. Он обозначает физическое расположение компьютеров, кабелей и других сетевых компонентов.
Кроме этого термина для описания физической компоновки сети употребляют также следующие:
• физическое расположение;
• компоновка;
• карта;
• схема.
Характеристики сети зависят от типа устанавливаемой топологии. В частности, выбор той или иной топологии влияет на:
• состав необходимого сетевого оборудования;
• возможности сетевого оборудования;
• возможности расширения сети;
• способ управления сетью.
Чтобы совместно использовать ресурсы или выполнять другие сетевые задачи, компьютеры должны быть подключены друг к другу. Для этой цели в большинстве сетей применяется кабель.
Все сети строятся на основе четырех базовых топологий, известных как:
• «шина» (bus);
• «звезда» (star);
• «кольцо» (ring);
• ячеистая (mesh).
Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля [сегмента (segment)], топология называется «шиной». В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки [концентратора (hub)], топология называется «звездой». Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название «кольца», а если все компьютеры соединены друг с другом отдельными кабелями, топология называется ячеистой.
Сами по себе базовые топологии несложны, однако на практике часто встречаются довольно сложные их комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких топологий.
«Шина»
Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linear bus). В ней используется один кабель, именуемый магистралью, к которому подключены все компьютеры сети. Этот вид топологии считается наиболее простым и весьма распространен.
Рисунок 14 - Сеть с топологией “шина”
В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Чтобы понять процесс взаимодействия компьютеров по «шине», Вы должны хорошо понимать, что такое
• передача сигнала;
• отражение сигнала;
• терминатор.
Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот компьютер, чей адрес совпадает с адресом получателя, зашифрованном в этих сигналах. Причем в каждый момент времени вести передачу может только один компьютер.
Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером в каждый момент времени, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, тем большее их число ожидает передачи, и тем медленнее сеть.
Рисунок 15 - Отправка сообщения от компьютера 0020afl51d8b компьютеру 02608с 133456
Однако построить прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя, поскольку кроме числа компьютеров на быстродействие сети влияет множество других факторов, например:
• тип аппаратного обеспечения сетевых компьютеров;
• частота, с которой компьютеры передают данные;
• тип работающих сетевых приложений;
• тип сетевого кабеля;
• расстояние между компьютерами в сети.
Компьютеры в сети с топологией «шина» только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если какой-либо компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе сети.
Электрические сигналы распространяются по кабелю. Если Вы не предпримете никаких специальных мер, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и создавать помехи, что затруднит или сделает невозможной последующую передачу. Поэтому на концах кабеля электрические сигналы необходимо гасить.
Для того чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы (terminators), поглощающие эти сигналы. Каждый конец сетевого кабеля должен быть к чему-нибудь подключен: к компьютеру или к баррел-коннектору (его используют для увеличения длины кабеля). К любому свободному, то есть ни к чему не подключенному, концу кабеля нужно подсоединять терминатор.
Целостность сетевого кабеля нарушается при его разрыве или отсоединении одного, из его концов. Иногда на одном или нескольких концах кабеля отсутствуют терминаторы, это приводит к отражению электрических сигналов и, как следствие, к «падению» сети.
Компьютеры остаются полностью работоспособными, но до тех пор, пока сегмент разорван, они не могут взаимодействовать друг с другом. Тем не менее они будут пытаться установить между собой связь, что замедлит их работу.
 Рисунок 16 - Терминаторы поглощают сигнал |
Кабель обычно удлиняют двумя способами. Для соединения двух отрезков кабели используют баррел-коннектор. Но злоупотреблять им не стоит, так как сигнал при этом ослабевает. Лучше воспользоваться одним длинным кабелем, чем соединять несколько коротких. При множестве «стыковок» нередко происходит искажение сигнала.
BNC-баррел-коннектор
Рисунок 17 - Отрезки кабеля соединены баррел-коннектором
Для соединения двух отрезков кабеля используют повторитель (repeater). В отличие от коннектора, он усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент. Понятно, что он лучше работает, чем баррел-коннектор или даже длинный кабель: сигналы на большие расстояния передаются без искажений.
При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту — концентратору (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Эта топология возникла на начальном этапе развития вычислительной техники, когда компьютеры подключались к центральному, главному, компьютеру.
Рисунок 18 - Сеть с топологией “звезда”
В сетях такого типа компьютеры к сети подключаются централизованно. Но есть и недостатки: для больших сетей требуется много кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, остановится вся сеть.
А если засбоит только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь он не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети этот сбой не повлияет.
При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто нет свободного конца, на который надо поставить терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли повторителя, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает действовать вся сеть.
Рисунок 19 - Сеть с топологией «кольцо»
Один из способов передачи данных по кольцевой сети называется передачей маркера. Маркер (token) — это специальная последовательность бит, передающаяся по сети; в каждой сети существует только один маркер. Маркер последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот компьютер, который «хочет» послать данные. Передающий компьютер видоизменяет маркер, добавляет к нему данные и адрес получателя и отправляет его дальше по «кольцу».
Рисунок 20 - Компьютер захватывает маркер и передает его по «кольцу»
Данные проходят через каждый компьютер, пока не попадают к тому, чей адрес совпадает с адресом получателя.
После этого принимающий компьютер посылает передающему сообщение, в котором подтверждает факт приема данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.