Топология локальной сети

Классификация сетей

Локальные сети

План:

1. Классификация сетей.

2. Топология локальной сети.

3. Методы обмена данными в локальных сетях.

4. Базовые технологии локальных сетей.

5. Аппаратные средства сетей ЭВМ.

Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети делят по территориальному признаку, т.е. по величине территории, которую покрывает сеть. Согласно этой классификации сети можно разделить на три типа:

Локальная сеть (Local-Area Network, LAN) - сеть передачи данных, находящаяся на ограниченной территории (здание, предприятие, учреждение).

Региональная сеть (Metropolitan Area Network, MAN) - сеть передачи данных, находящаяся на территории некоторого ограниченного, административно выделенного региона (город, область и т.д.).

Глобальная сеть (Wide Area Network, WAN) - сеть передачи данных, пределы которой могут быть ограничены пределами земного шара.

Рассмотрим основные отличия локальных сетей от глобальных (региональные сети занимают некоторое промежуточное положение между локальными и глобальными сетями и могут обладать свойствами как одних, так и других).

1. Протяженность, качество и способ прокладки каналов связи. Класс локальных вычислительных сетей отличается от класса глобальных сетей небольшим расстоянием между узлами сети. Небольшое расстояние между узлами сети позволяет использовать качественные каналы связи, тогда как глобальные часто используют уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей.

2. Сложность методов передачи и оборудования. Из-за того что надежность каналов связи глобальных сетей намного ниже, чем локальных, то для них требуются более сложные методы передачи данных, а следовательно, и более сложное оборудование.

3. Скорость обмена данными. В локальных сетях скорость (10, 16 и 100 Мбит/с) сравнима со скоростями работы узлов и устройств компьютера - дисков, внутренних шин обмена данными и т.п. Для глобальных сетей типичны гораздо более низкие скорости передачи данных - 33,6 Кбит/с, 56 и 64 Кбит/с и только на магистральных каналах (backbone), объединяющих локальные сети в глобальную сеть, скорость может достигать нескольких Гбит/с.

4. Разнообразие услуг. Локальные сети предоставляют, как правило, широкий набор услуг - это различные виды услуг файловой службы, услуги печати, услуги службы передачи факсимильных сообщений, услуги баз данных, электронная почта и т.д. Глобальные сети предоставляют следующие услуги: системы телеконференций Usenet, электронная почта, почтовые списки, доступ к файловым архивам - FTP-архивам, называемым по имени механизма обмена информацией (File Transfer Protocol), и другие. Наиболее популярная услуга, предоставляемая глобальной сетью Интернет, - это служба глобального соединения WWW (World Wide Web - всемирная паутина), позволяющая по запросу пользователя возвращать ему гипермедийный документ.

5. Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть обычно составляет несколько миллисекунд, в то время как через глобальную сеть может достигать нескольких секунд. Такая низкая скорость передачи данных в глобальных сетях затрудняет реализацию служб для режима on-line, который является обычным для локальных сетей.

6. Использование метода коммутации пакетов. Важной особенностью локальных сетей является неравномерное распределение нагрузки. Отношение пиковой нагрузки к средней может составлять 100:1 и даже выше. Такой трафик обычно называют пульсирующим. Из-за этой особенности трафика в локальных сетях для связи узлов применяется метод коммутации пакетов, который для пульсирующего трафика оказывается гораздо более эффективным, чем традиционный для глобальных сетей метод коммутации каналов. Эффективность метода коммутации пакетов состоит в том, что сеть в целом передает в единицу времени больше данных своих абонентов. В глобальных сетях метод коммутации пакетов тоже используется, но наряду с ним часто применяется и метод коммутации каналов.

7. Масштабируемость - возможность наращивать количество узлов и протяженность связей в широких пределах, не ухудшая производительность сети. Глобальным же сетям присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

Локальные сети можно также разделить на два типа: централизованный тип локальной сети - сеть, в которой имеется "главный" узел (центральная станция, сервер), управляющий передачей данных между всеми узлами сети (клиентами), и децентрализованный тип локальной сети - сеть, в которой все узлы имеют одинаковое право на использование каналов и управляются по одним и тем же правилам (одноранговая сеть).

Термин "топология" характеризует физическое расположение компонентов сети. Следует заметить, что конфигурация.физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий: а) шина (bus),

ШИНА. Топологию "шина" часто называют "линейной шиной" (linear bus). Это наиболее простая и широко распространенная топология, относящаяся к децентрализованному типу локальной сети. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. Сигналы передаются в обе стороны. Шина - пассивная топология. Это значит, что когда один из компьютеров передает данные по сети, остальные компьютеры только "слушают" эти данные, но не перемещают их от отправителя адресату. Данные в виде электрического сигнала передаются всем компьютерам сети, в оба конца, однако информацию принимает только тот компьютер, чей адрес соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу. Следовательно, чем больше компьютеров, тем медленнее связь. К достоинствам такой топологии относится дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. К недостаткам относится низкая надежность: любой дефект кабеля (но не компьютера) или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть.

ЗВЕЗДА. При топологии "звезда" все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту. Это -централизованный тип локальной сети. В функции центрального компонента (это может быть концентратор или сервер) входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Кроме того, центральный компонент может играть роль интеллектуального фильтра ийформации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

К достоинствам этой топологии относится ее большая надежность. Если выйдет из строя один компьютер или кабель, то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

Часто используют топологию "иерархическая звезда", при этом несколько концентраторов иерархически соединяются между собой связями типа звезда, что позволяет увеличивать количество абонентов.

КОЛЬЦО. При топологии "кольцо" компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Может работать как централизованный тип локальной сети, так и децентрализованный. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Кольцо - активная топология. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети. Таким образом, данные, сделав полный оборот, возвращаются к источнику, который может контролировать процесс доставки данных адресату. Недостатком является то, что при выходе из строя одного узла, вся сеть "падает".

К достоинствам относится возможность подключения сравнительно большого числа абонентов (1024 и выше), причем изменение их количества довольно просто.

Дата добавления: 2014-01-11