1.ЗАГАЛЬНИЙРОЗДІЛ.
1.1 ЛОМ – РОЗВИТОК, МЕТИ І ЗАДАЧІ.
Що таке ЛОМ ? Під ЛОМ розуміють спільне підключення декількох окремих комп'ютерних робочих місць (робітників станцій) до єдиного каналу передачі даних. Найпростіша мережа (англ. network) складається як мінімум із двох комп'ютерів, з'єднаних один з одним кабелем. Це дозволяє їм використовувати дані спільно. Усі мережі (незалежно від складності) ґрунтуються саме на цьому простому принципі. Народження комп'ютерних мереж було викликано практичними потребою – мати можливість для спільного використання даних.
Поняття локальна обчислювальна мережа – ЛОМ (англ. LAN – Local Area Network) відноситься до географічно обмеженого ( територіально чи виробниче) апаратно-програмним реалізаціям, у яких кілька комп'ютерних систем зв’язані одна з одною за допомогою відповідних засобів комунікацій. Завдяки такому з'єднанню користувач може взаємодіяти з іншими робочими станціями, підключеними до цієї ЛОМ.
Існує два основних типи мереж: однорангові і мережі на основі сервера. В одноранговій мережі всі комп'ютери рівноправні: немає ієрархії серед комп'ютерів і немає виділеного (англ. dedicated) сервера. Як правило, кожен комп'ютер функціонує і як клієнт, і як сервер; інакше кажучи, немає окремого комп'ютера, відповідального за адміністрування всієї мережі. Усі користувачі самостійно вирішують, які дані на своєму комп'ютері зробити загальнодоступним по мережі. На сьогоднішній день однорангові мережі безперспективні. Якщо до мережі підключено більш 10 користувачів, то однорангова мережа, де комп'ютери виступають у ролі і клієнтів, і серверів, може виявитися недостатньо продуктивною. Тому більшість мереж використовує виділені сервери. Виділеним називається такий сервер, що функціонує тільки як сервер (крім функції чи клієнта робочої станції). Вони спеціально оптимізовані для швидкої обробки запитів від мережних клієнтів і для керування захистом файлів і каталогів. Мережі на основі сервера стали промисловим стандартом, і саме вони будуть розглянуті в цій роботі. Існують і комбіновані типи мереж, що сполучають кращі якості однорангових мереж і мереж на основі сервера.
У виробничої практики ЛОМ грають дуже велику роль. За допомогою ЛОМ у систему поєднуються персональні комп'ютери, розташовані на багатьох вилучених робочих місцях, що використовують спільне устаткування, програмні засоби й інформацію. Робочі місця співробітників перестають бути ізольованими і поєднуються в єдину систему. Розглянемо переваги, одержувані при мережному об'єднанні персональних комп'ютерів у виді внутрівиробничої обчислювальної мережі.
● Поділ ресурсів.
Поділ ресурсів дозволяє ощадливо використовувати ресурси, наприклад, керувати периферійними пристроями, такими як друкувальні пристрої, зовнішні пристрої збереження інформації, модеми і т.д. із усіх підключених робочих станцій.
● Поділ даних.
Поділ даних надає можливість доступу і керування базами даних з периферійних робочих місць, що бідують в інформації.
● Поділ програмних засобів.
Поділ програмних засобів надає можливість одночасного використання централізованих, раніше встановлених програмних засобів.
● Поділ ресурсів процесора.
При поділі ресурсів процесора можливе використання обчислювальних потужностей для обробки даних іншими системами, що входять у мережу. Надана можливість полягає в тім, що на наявні ресурси не «накидаються» моментально, а тільки лише через спеціальний процесор, доступний кожної робочої станції.
● Багатокористувальницький режим.
Багатокористувальницькі властивості системи сприяють одночасному використанню централізованих прикладних програмних засобів, звичайно заздалегідь установлених на сервері додатка (англ. Application Server).
Усі ЛОМ працюють в одному стандарті прийнятому для комп'ютерних мереж – у стандарті Open Systems Interconnection (OSI).
1.2 МЕРЕЖНІ ТОПОЛОГІЇ.
Топологія типу «зірка».
Концепція топології мережі у виді зірки прийшла з області великих ЕОМ, у якій головна машина одержує й обробляє всі дані з периферійних пристроїв як активний вузол обробки даних. Цей принцип застосовується в системах передачі даних, наприклад, в електронній пошті мережі RelCom. Вся інформація між двома периферійними робітничими місцями проходить через центральний вузол обчислювальної мережі.
Малюнок 2.1 Структура топології ЛОМ у виді «зірки».
Пропускна здатність мережі визначається обчислювальною потужністю вузла і гарантується для кожної робочої станції. Колізій даних не виникає.
Кабельне з'єднання задоволене простої, тому що кожна робоча станція зв'язана з вузлом. Витрати на прокладку кабелів високі, особливо коли центральний вузол географічно розташований не в центрі топології.
При розширенні обчислювальних мереж не можуть бути використані раніше виконані кабельні зв'язки: до нового робочого місця необхідно прокладати окремий кабель з центра мережі.
Топологія у виді зірки є найбільш швидкодіючої з усіх топологій обчислювальних мереж, оскільки передача даних між робочими станціями проходить через центральний вузол (при його гарній продуктивності) по окремих лініях, використовуваним тільки цими робітничими станціями. Частота запитів передачі інформації від однієї станції до іншої невисока в порівнянні з досягається в інших топологіях.
Продуктивність обчислювальної мережі в першу чергу залежить від потужності центрального файлового сервера. Він може бути вузьким місцем обчислювальної мережі. У випадку виходу з ладу центрального вузла порушується робота всієї мережі.
Центральний вузол керування – файловий сервер реалізує оптимальний механізм захисту проти несанкціонованого доступу до інформації. Вся обчислювальна мережа може керуватися з її центра.
Кільцева топологія.
При кільцевій топології мережі робочі станції зв'язані одна з іншої по колу, тобто робоча станція 1 з робочою станцією 2, робоча станція 3 з робочою станцією 4 і т.д. Остання робоча станція зв'язана з першою. Комунікаційний зв'язок замикається в кільце.
Прокладка кабелів від однієї робочої станції до іншої може бути досить складної і дорогою, особливо якщо географічне розташування робочих станцій далеко від форми кільця (наприклад, у лінію).
Повідомлення циркулюють регулярно по колу. Робоча станція посилає по визначеній кінцевій адресі інформацію, попередньо одержавши з кільця запит. Пересилання повідомлень є дуже ефективним, тому що більшість повідомлень можна відправляти «у дорогу» по кабельній системі одне за іншим. Дуже просто можна зробити кільцевий запит на всі станції. Тривалість передачі інформації збільшується пропорційно кількості робочих станцій, що входять в обчислювальну мережу.
Основна проблема при кільцевій топології полягає в тім, що кожна робоча станція повинна активно брати участь у пересиланні інформації, і у випадку виходу з ладу хоча б однієї з них уся мережа паралізується. Несправності в кабельних з'єднаннях локалізуються легко.
Підключення нової робочої станції вимагає коротко термінового вимикання мережі, тому що під час установки кільце повинне бути розімкнуте. Обмеження на довжину обчислювальної мережі не існує, тому що воно, у кінцевому рахунку, визначається винятково відстанню між двома робочими станціями.
Спеціальною формою кільцевої топології є логічна кільцева мережа. Фізично вона монтується як з'єднання зоряних топологій. Окремі зірки включаються за допомогою спеціальних комутаторів (англ. Hub – концентратор), що по-російському також іноді називають «хаб». У залежності від числа робочих станцій і довжини кабелю між робочими станціями застосовують активні чи пасивні концентратори. Активні концентратори додатково містять підсилювач для підключення від 4 до 16 робочих станцій. Пасивний концентратор є винятково розгалужувальним пристроєм (максимум на три робітничі станції). Керування окремою робочою станцією в логічній кільцевій мережі відбувається так само, як і в звичайній кільцевій мережі. Кожної робочої станції привласнюється відповідна їй адреса, по який передається керування (від старшого до молодшого і від самого молодшого до самого старшого). Розрив з'єднання відбувається тільки для нижчерозташованного вузла обчислювальної мережі, так що лише в рідких випадках може порушуватися робота всієї мережі.
Шинна топологія.
При шинній топології середовище передачі інформації представляється у формі комунікаційного шляху, доступного дня всіх робочих станцій, до якого вони усі повинні бути підключені. Усі робочі станції можуть безпосередньо вступати в контакт із будь-якою робочою станцією, що мається в мережі.
Робочі станції в будь-який час, без переривання роботи всієї обчислювальної мережі, можуть бути підключені до неї чи відключені. Функціонування обчислювальної мережі не залежить від стану окремої робочої станції.
У стандартній ситуації для шинної мережі Ethernet часто використовують тонкий чи кабель Сhеареrnеt-кабель із трійниковим з'єднувачем. Відключення й особливе підключення до такої мережі вимагають розриву шини, що викликає порушення циркулюючого потоку інформації і зависання системи.
Нові технології пропонують пасивні штепсельні коробки, через які можна відключати і/чи підключати робочі станції під час роботи обчислювальної мережі.
Завдяки тому, що робочі станції можна підключати без переривання мережних процесів і комунікаційного середовища, дуже легко прослухувати інформацію, тобто відгалужувати інформацію з комунікаційного середовища.
У ЛОМ із прямої (не модульованою) передачею інформації завжди може існувати тільки одна станція, що передає інформацію. Для запобігання колізій у більшості випадків застосовується часовий метод поділу, відповідно до якого для кожної підключеної робочої станції у визначені моменти часу надається виключне право на використання каналу передачі даних. Тому вимоги до пропускної здатності обчислювальної мережі при підвищеному навантаженні підвищуються, наприклад, при введенні нових робочих станцій. Робочі станції приєднуються до шини за допомогою пристроїв ТАР (англ. Terminal Access Point – точка підключення термінала). ТАР являє собою спеціальний тип приєднання до коаксіального кабелю. Зонд голчастої форми впроваджується через зовнішню оболонку зовнішнього провідника у шар діелектрика до внутрішнього провідника і приєднується до нього.