Типи локальних мереж - Принципи побудови та робота локальних обчислювальних

Лінія зв'язку (рисунок 2.2) складається в загальному випадку з фізичного середовища, яким передаються електричні інформаційні сигнали, апаратури передачі даних і проміжної апаратури.

Малюнок 2.2 Склад лінії зв'язку

Фізичне середовище передачі може бути кабель, тобто набір проводів, ізоляційних і захисних оболонок і сполучних роз'ємів, і навіть земну атмосферу чи космічний простір, якими поширюються електромагнітні хвилі. Залежно від середовища передачі даних лінії зв'язку поділяються на:

Кабельні лінії є досить складною конструкцією. Кабель складається з провідників, що у кілька шарів ізоляції: електричної, електромагнітної, механічної. Крім того, кабель може бути оснащений роз'ємами, що дозволяють швидко виконувати приєднання різного обладнання. У комп'ютерних мережах застосовуються три основні типи кабелю: кабелі на основі скручених пар мідних проводів, коаксіальні кабелі з мідною жилою, а також волоконно-оптичні кабелі.

Радіоканали наземного та супутникового зв'язку утворюються за допомогою передавача та приймача радіохвиль. Існує велика кількість різних типів радіоканалів, що відрізняються як частотним діапазоном, що використовується, так і дальністю каналу.

До основних характеристик ліній зв'язку належать:

перехресні наведення на ближньому кінці лінії;
достовірність передачі;

Чинники, що впливають на фізичну працездатність мережі:

1)Справність комп'ютерів, підключених до мережі.

2) Справність мережного обладнання (адаптери, трансівери, роз'єми і т.д.).

3) Цілісність кабелю мережі.

4) Обмеження довжини кабелю, пов'язане із загасанням поширюється по ньомусигналу.

Типи локальних мереж

Існує кілька видів комп'ютерних мереж:

За швидкістю передачі інформації комп'ютерні мережі поділяються на:

низькошвидкісні (до 10 Мбіт/с),
середньошвидкісні (до 100 Мбіт/с),
високошвидкісні (понад 100 Мбіт/с);

Для визначення швидкості передачі в мережі широко використовується термін бод. Baud – одиниця швидкості передачі сигналу, що вимірюється числом дискретних переходів або подій за секунду. Якщо кожна подія є один біт, бод еквівалентний, біт/сек.

З погляду організації взаємодії комп'ютерів, мережі ділять на однорангові (Peer-to-Peer Network) і з виділеним сервером (Dedicated Server Network).

Однорангові мережі. Усі комп'ютери однорангової мережі рівноправні. Будь-який користувач мережі може отримати доступ до даних, які зберігаються на будь-якому комп'ютері. Перевага однорангових мереж полягає в тому, що немає необхідності копіювати всі файли, що використовуються відразу кількома користувачами на сервер. У принципі, будь-який користувач мережі має можливість використовувати всі дані, що зберігаються на інших комп'ютерах мережі, та пристрої, підключені до них. Основний недолік роботи однорангової мережі полягає у значному збільшенні часу вирішення прикладних завдань. Це пов'язано з тим, що кожен комп'ютер мережі відпрацьовує всі запити, що йдуть з боку інших користувачів.

У мережі з виділеним сервером один із комп'ютерів виконує функції зберігання даних, призначених для використання всіма робочими станціями, управління взаємодією між робочими станціями та рядом сервісних функцій. Взаємодія між робочими станціями в мережі зазвичай здійснюється через сервер. Логічна організація такої мережі може бутипредставлена топологією зірка. Роль центрального пристрою виконує сервер. Переваги мережі із виділеним сервером: надійна система захисту; висока швидкодія; відсутність обмежень на кількість робочих станцій; простота керування. Недоліки мережі: висока вартість через виділення одного комп'ютера під сервер; залежність швидкодії та надійності мережі від сервера; менша гнучкість у порівнянні з одноранговою мережею.

Ethernet - це найпоширеніший на сьогодні стандарт локальних мереж. Коли говорять Ethernet, під цим зазвичай розуміють будь-який з варіантів цієї технології. У вужчому сенсі Ethernet - це мережевий стандарт, заснований на експериментальної мережі Ethernet Network.

Стандарти Ethernet визначають провідні з'єднання та електричні сигнали на фізичному рівні, формат кадрів та протоколи управління доступом до середовища - на канальному рівні моделі OSI.

Залежно від типу фізичного середовища стандарт IEEE 802.3 має різні модифікації – l0Base-5, l0Base-2, l0Base-T, l0Base-FL, l0Base-FB.

У мережах Ethernet використовується метод доступу до середовища передачі даних, званий методом колективного доступу з розпізнаванням несучої та виявленням колізій (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD).

Цей метод застосовується виключно у мережах із логічною загальною шиною. Всі комп'ютери такої мережі мають безпосередній доступ до загальної шини, тому вона може бути використана для передачі між будь-якими двома вузлами мережі. Одночасно всі комп'ютери мережі мають можливість негайно (з урахуванням затримки розповсюдження сигналу за фізичним середовищем) отримати дані, які кожен з комп'ютерів почав передавати на загальну шину.

При описаному підході можлива ситуація, колидві станції одночасно намагаються передати кадр даних із загальному кабелю. Для зменшення ймовірності цієї ситуації безпосередньо перед відправкою кадру станція, що передає, аналізує виникнення на ньому електричних сигналів, щоб виявити, чи не передається вже по кабелю кадр даних від іншої станції. Якщо пізнається несуча (carrier-sense, CS), то станція відкладає передачу свого кадру до закінчення чужої передачі, і лише потім намагається знову передати його.

Щоб коректно обробити колізію, всі станції одночасно спостерігають за сигналами, що виникають на кабелі. Якщо сигнали, що передаються і спостерігаються, відрізняються, то фіксується виявлення колізії (collision detection, CD).

Token Ring - технологія локальної обчислювальної мережі (LAN) кільця з маркерним доступом.

Технологія Token Ring є складнішою технологією, ніж Ethernet. Вона має властивості відмовостійкості. У мережі Token Ring визначено процедури контролю роботи мережі, які використовують зворотний зв'язок кільцеподібної структури – надісланий кадр завжди повертається в станцію – відправник. У деяких випадках виявлені помилки у роботі мережі усуваються автоматично, наприклад, може бути відновлено втрачений маркер.

У мережі Token Ring кільце утворюється відрізками кабелю, що з'єднують сусідні станції. Таким чином, кожна станція пов'язана зі своєю попередньою та наступною станцією і може безпосередньо обмінюватися даними тільки з ними. Для забезпечення доступу станцій до фізичного середовища по кільцю циркулює кадр спеціального формату та призначення – маркер.