Основные элементы сетей ЭВМ

СЕТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА

Объединение ЭВМ в сеть, позволяет организовать процесс оперативного обмена информацией между ними, создать общие информационные и аппаратные ресурсы и распределить решаемые задачи по автоматизированным рабочим местам. Принято различать глобальные и локальные сети. Характерными признаками глобальных сетей считаются: большая удаленность и численность абонентов, низкая скорость передачи данных, тематическая широта ресурсов. Локальным сетям присущи: ведомственная тематика ресурсов, высокая (не менее 10 Мбит/с) скорость передачи информации, ограниченный и ранжированный круг абонентов. В то же время, глобальные сети фактически являются объединением локальных сетей. Соединение локальной сети с глобальной порождает проблемы защиты определенной части ресурсов локальной сети от несанкционированного доступа не входящих в нее абонентов.

Основными функциональными субъектами сети являются [2,11]:

Абоненты сети (узлы сети) – устройства, подключенные к сети.

Сервер - абонент сети, отдающий в сеть свой ресурс.

Клиент (рабочая станция) - абонент, не отдающий своего ресурса в сеть, но имеющий доступ к ресурсам сети.

Пакет - единичный блок информации, передаваемый по сети, и включающий в себя адреса, управляющие коды и данные.

Физическое соединение абонентов сети осуществляется, в большинстве случаев, с помощью кабелей и специальных устройств коммутации и управления. Основными сетевыми соединительными устройствами являются:

Концентратор - устройство, служащее для объединения нескольких сегментов единой сети и не преобразующее передаваемую информацию.

Коммутатор - устройство, служащее для объединения нескольких сегментов единой сети, осуществляющее пересылку пакетов только в те сегменты, где находятся адресаты. Устройство снижает нагрузку на сеть.

Маршрутизатор - устройство, служащее для определения пути по которому наиболее целесообразно пересылать пакет.

Мост - устройство, объединяющее в единую сеть нескольких сетей различных типов.

Повторитель - устройство, восстанавливающее и усиливающее сигналы в сети, служащее для увеличения ее длины.

Трансивер - приемопередатчик, усиливающий сигнал или преобразующий физическую природу сигнала (например, электрический сигнал в световой или наоборот).

Шлюз - устройство, объединяющее сети с различными протоколами обмена.

Аппаратура абонента подключается к сети через сетевой адаптер - электронную плату, сопрягающую ее с линией связи сети. Программное обеспечение абонентов строится на основе протоколов обмена - набора правил, определяющих порядок обмена информацией. Пример, типичной конфигурации локальной сети показан на рис.7.1.

Рис.7.1. Вариант конфигурации сети ЭВМ

Сети ЭВМ - это системы мультиплексирования доступа к каналам и ресурсам. Сети по своей принадлежности делятся на следующие виды:

· локальные (LAN - Local Area Network),

· городские (MAN - Metropolitan Area Network),

· региональные (WAN - Wide Area Network) и

· всемирные (Интернет).

Типы архитектур локальных сетей:

Одноранговая архитектура – сети с равноправными компьютерами.

Архитектура “клиент-сервер” – сети, в которых информация хранится на специальных компьютерах “серверах”, а остальные компьютеры используются для запросов к этой информации и ее обработки (в том числе ввода и редактирования).

Комбинированная архитектура – сети, объединяющие в себе обе указанные выше архитектура.

Ethernet – это технология локальных вычислительных сетей, разработанная фирмами DEC, Intel и Xerox, стандарт IEEE 802.3 которой был опубликован в 1980 году.

Методы управления сетями типа “шина”

Управление сетями состоит в организации совместной работы нескольких абонентов в единой сети. Основной задачей управления является исключение или снижение частоты возникновения коллизий (конфликтов) в сети ЭВМ. Коллизия в сети – это ситуация в которой несколько ЭВМ одновременно начинают передачу данных, что недопустимо, так как одновременно по локальной сети может передаваться только один электрический сигнал (цифровой импульс). Основной причиной коллизий является наличие задержки распространения электрических импульсов по длинным соединительным кабелям сети.

В сетях Ethernet используется метод управления сетями CSMA/CD (Carrier Sense Multiply Access with Collision Detection — метод кол­лективного доступа с опознаванием несущей и обнару­жением коллизий).

Алгоритм метода CSMA/CD состоит из следующих операций:

· Станция должна дождаться свободного состояния сети, когда в течение определенного времени в ней отсутствую сигналы.

· Станция начинает передачу данных, одновременно прослушивая сеть на наличие чужих сигналов, то есть, проверяя отсутствие коллизии.

· Если станция обнаруживает коллизию, то передача пакета некоторое время продолжается, а затем прекращается. Продолжение передачи необходимо для того, чтобы конфликтующая станция тоже обнаружила коллизию.

· Станция возобновляет передачу после освобождения сети и отсчета случайного интервала задержки.

http://pdst.narod.ru/_20_el_uch/ost_wpd_01/part09.html

В компьютерных сетях способ CDMA реализован на основе семейства протоколов Ethernet с физической общей шиной, а также как эле­мент звездной топологии на участке сервер — марш­рутизатор, к портам которого подключены РС пользо­вателей.

Также широко способ представлен в сетях с логической общей шиной, а именно в спутниковых сетях с многостанционным доступом к бортовому ре­транслятору и в мобильной связи.

Одной из наиболее важных особенностей этого способа является возникновение коллизий (collisions), которые происходят, когда пакеты двух или более РС поступают на общую шину примерно одновременно. Наложение пакетов приводит к полному или частич­ному искажению информации, что нарушает работу сети. Некоторое уменьшением негативного влияния коллизий достигается тем, что доступ РС разреша­ется только при отсутствии сигнала другой РС в общей шине. Однако контроль несущей частоты не снимает проблему коллизий, что объясняется территориаль­ным распределением РС сети. При возникновении коллизии попытка получения доступа к общей шине возможна через интервал времени, который формиру­ется с помощью генератора случайных чисел. Это при­водит к появлению очередей.

Рис. Соответствие протоколов и интерфейсов уровням OSI

Дата добавления: 2014-11-18