Типовые топологии сетей

Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант громоздок и неэффективен. Каждый ПК должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных ПК сети. Для каждой пары ПК должна быть выделена отдельная физическая линия связи. В крупных сетях используется редко.

Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. Допускает соединение большого количества ПК и характерна, как правило, для крупных сетей.

Кольцевая конфигурация: данные передаются по кольцу от одного ПК к другому. Главное достоинство кольца – по своей природе обладает свойством резервирования связей (любая пара узлов связана двумя путями – по и против часовой стрелки). Оборот данных по кольцу позволяет отправителю контролировать процесс доставки данных адресату. Это же свойство используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Недостаток: необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какого-либо ПК не прерывался канал связи между остальными ПК.

Топология звезда образуется в случае, когда каждый ПК подключается отдельным кабелем к общему центральному устройству – концентратору. В качестве концентратора может выступать как компьютер, так и специализированное устройство – многовходовый повторитель, коммутатор, маршрутизатор. Недостатки:

более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства;

возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.

Иерархическая звезда, или дерево: сеть с использованием нескольких концентраторов, соединенных между собой иерархическими связями типа "звезда". В настоящее время является самым распространенным типом топологии связей, как в локальных, так и в глобальных сетях.

Конфигурация общая шина: частный случаи топологии "звезда"; в качестве центрального элемента выступает пассивный кабель, к которому по схеме "монтажного ИЛИ" подключается несколько ПК. Передаваемая информация распространяется по кабелю и доступна одновременно всем ПК, присоединенным к этому кабелю. Основное преимущество – дешевизна и простота наращивания (присоединения новых узлов к сети). Недостатки:

низкая надежность: любой дефект кабеля или какого-нибудь из его разъемов полностью парализует всю сеть;

невысокая производительность: в каждый момент времени только один ПК может передавать данные по сети, поэтому пропускная способность канала всегда делится между всеми узлами сети.

До недавнего времени общая шина была самой распространенной топологией для локальных сетей.

Небольшие сети имеют, как правило, типовую топологию, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между ПК. В таких сетях можно выделить отдельные, произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Сетевой уровень

Служит для образования единой транспортной системы, объединяющей несколько сетей, причем эти сети могут использовать совершенно разные принципы передачи сообщений между конечными узлами и обладать произвольной структурой связей.

Протоколы канального уровня локальных сетей обеспечивают доставку данных между любыми узлами только в сети с соответствующей типовой топологией (например, иерархическая звезда). Это очень жесткое ограничение, которое не позволяет строить сети с развитой структурой (объединение нескольких сетей в единую, высоконадежные сети с избыточными связями между узлами). Чтобы сохранить простоту процедур передачи данных в сетях с типовой топологией и в то же время допустить произвольные топологии, вводится дополнительный сетевой уровень.

Внутри сетей доставка данных обеспечивается соответствующим канальным уровнем, между сетями – сетевой.

Сети соединяются между собой специальными устройствами – маршрутизаторами. Маршрутизатор – устройство, которое собирает информацию о топологии межсетевых соединений и на ее основании пересылает пакеты сетевого уровня в сеть назначения. Для передачи данных между сетями нужно совершить несколько транзитных передач между сетями – хопов (hop – прыжок), каждый раз выбирая подходящий маршрут. Таким образом, маршрут – последовательность маршрутизаторов, через которые проходит пакет.

Проблема выбора наилучшего пути называется маршрутизацией, ее решение – одна из главных задач сетевого уровня.

Обычно критерием является время прохождения маршрута:

– в локальных сетях совпадает с длиной маршрута, которая измеряется количеством пройденных узлов маршрутизации;

– в глобальных сетях учитывается также и время передачи пакета по каждой линии связи, включая задержку, связанную с буферированием пакетов в системных очередях.

Другим критерием может быть надежность передачи.

Сообщения сетевого уровня принято называть пакетами. При организации доставки пакетов на сетевом уровне используется понятие "номер сети". В этом случае адрес получателя состоит из старшей части – номера сети и младшей – номера узла в этой сети. Все узлы одной сети должны иметь одну и ту же старшую часть адреса. Поэтому термин "сеть" на сетевом уровне может иметь определение: сеть – это совокупность узлов, сетевой адрес которых содержит один и тот же номер сети.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов:

сетевые протоколы: реализуют продвижение пакетов через сеть (протокол IP стека протоколов TCP\IP);

протоколы маршрутизации: маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений.

Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР

Телекоммуникационные средства – технические устройства для приема и передачи информации на большие расстояния.

Локальные компьютерные сети – между компьютерами небольшие расстояния.

Глобальные – Internet, Intranet.

Модем (мод улятор- дем одулятор) – устройство, подключаемое к компьютеру и позволяющее посылать и принимать данные через телефонную сеть (позволяют набирать заказываемый телефонный номер, осуществлять дозвон, "поднимать" телефонную трубку, работать в режиме автоответчика, записывая принимаемые голосовые сообщения в файлы на диске).

Принцип работы и характеристики модема.

Модем как устройство связи между компьютером и телефонной линией предназначен для автоматического преобразования цифровых электрических сигналов в аналоговые и обратно. Это связано с тем, что компьютер работает только с цифровыми сигналами, а телефонные линии – только с аналоговыми.

Процесс преобразования цифрового сигнала в аналоговый называется модуляцией, а обратный – демодуляцией.

Аналоговый сигнал обычно характеризуется тремя параметрами: амплитудой, частотой и фазой. Современные модемы используют в своей работе все три характеристики аналогового сигнала. Модем принимает от компьютера 3 бита информации, а затем посылает в линию аналоговый сигнал, амплитуда которого определяется первым принятым битом, частота – вторым и фаза – третьим. Модем-приемник, получив такую информацию, расшифровывает аналоговый сигнал и преобразует его в три переданных бита. Исходным аналоговым сигналом является сигнал несущей частоты, используемой в телефонных линиях связи, который и подвергается преобразованиям модемом-передатчиком. Наличие сигнала несущей частоты в телефонной линии является признаком того, что связь между модемами установлена.

Пропускная способность модема – основная характеристика модема, определяется как произведение двух составляющих:

¨ скорость передачи информации – измеряется в бодах и определяется способностью модема переключаться с одного аналогового сигнала на другой (если модем за секунду изменяет характеристики аналогового сигнала 2400 раз, то он имеет скорость передачи данных 2400 бод);

¨ объем цифровой информации в одном аналоговом сигнале определяется количеством битов, упакованных в этом сигнале.

Измеряется в bps (бит/сек), если модем имеет скорость 2400 бод, а аналоговый сигнал несет информацию о 4 битах, то пропускная способность модема составит 9600 bps.

Два модема при установке связи должны работать на одной и той же скорости и использовать один и тот же способ модуляции, иначе связь не может быть установлена. Поэтому каждый модем имеет стандартную скорость передачи данных (9600, 14400, 28800 и 33600 bps). Любой модем должен поддерживать не только свою максимальную скорость, но и все меньшие, чтобы подстраиваться под более медленный модем.

Сканирование

OCR – оптическое распознавание.

Рынок средств распознавания в России делят две компании – Cognitive Technologies и BIT Software.

Образ, создаваемый сканером в памяти компьютера, является битовой картой, или растром. Для хранения одной точки или пиксела (pixel – “picture element”) монохромного изображения требуется 1 бит информации.

Битовая карта с листа А4 с разрешением 300 точек на дюйм содержит число точек = 8 700 867, это больше чем 1 Мб (1 Мб = 8 388 608 бит). Для воспроизведения 16 оттенков серого цвета или 16 цветов необходимо 4 бита на точку, которые дают 16 комбинаций (2⁴ = 16). При использовании 8 бит/т – 256 оттенков серого или цветов (2⁸ = 256, 8 бит = 1 байт).

Реальные стандарты цветопередачи:

HighColor – 65 536 цветов, 2 байт/т;

TrueColor – 16 777 216 цветов, 3 байт/т.

Дата добавления: 2014-01-05