Вычислительные сети. Принципы построения и классификация вычислительных сетей.
Компьютерная сеть (вычислительная сеть) — система, обеспечивающая обмен данными между вычислительными устройствами (компьютеры, серверы, маршрутизаторы и другое оборудование).
По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные.
Искусственные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему (не используется модем). Само соединение называют нуль-модемным. Искусственные сети используются когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MS-DOS и Windows снабжены специальными программами для реализации нуль-модемного соединения.
Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных.
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.
- Локальные - это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2.
- Региональные - расположенные на территории города или области.
- Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.
По принадлежности различают ведомственные и государственные сети.
· Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.
· Государственные сети - сети, используемые в государственных структурах.
|
|
|
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
- низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
- среднескоростные (до 100 Мбит/с),
- высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с).
По типу среды передачи сети разделяются на:
· проводные коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные
· беспроводные с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.
По топологии компьютерных сетей различаются:
- Линейная сеть - содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
- Кольцевая сеть - сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
- Звездообразная сеть - сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
- Общая шина - в этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.
- Древовидная сеть - сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
- Ячеистая сеть - сеть, которая содержит, по крайней мере, два узла, имеющих два или более пути между ними.
- Полносвязная сеть - сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.
|
|
|
С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-PeerNetwork) и с выделенным сервером (DedicatedServerNetwork).
Локальные вычислительные сети (ЛВС). Классификация ЛВC. Организация обмена информацией и методы доступа в ЛВС.
Локальная вычислительная сеть — компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт). Также существуют локальные сети, узлы которых разнесены географически на расстояния более 12 500 км (космические станции и орбитальные центры). Несмотря на такие расстояния, подобные сети всё равно относят к локальным.
Назначение локальной информационно-вычислительной сети – обеспечить доступ к разделяемым или сетевым (общим) ресурсам (компьютеров, серверов, факсов, сканеров, принтеров и т. п.), данным и программам.
Классификация ЛВС по способу управления узлами:
· Локальные сети с централизованным управлением. Управление осуществляется централизованным образом. Управление всеми узлами сети происходит с помощью выделенных серверов, которые составляют центральный узел сети.
· Одноранговые сети. Существует совмещение функций – так как каждый из узлов локальной вычислительнойсети одновременно может выполнять функции сервера и клиентского узла;
|
|
|
· Терминальные сети. Функции каждого узла ЛВС ограничены. Каждый из узлов выполняет только взаимодействие с пользователем. Информация хранится на основном узле локальной вычислительной сети – сервере терминалов.
Классификация ЛВС по архитектуре:
- Шина - каждый из узлов ЛВС передает данные в общую магистраль. В связи с этим доступ к информации в магистрали может иметь любой узел сети.
- Звезда - каждому из узлов ЛВС выделяется отдельный канал для связи с центральным узлом сети. От узла информация идет к серверу, который может публиковать ее для других узлов.
- Кольцо - соединение узлов сети происходит последовательно. Обмен данными может происходить исключительно между узлами, которые располагаются рядом. Принеобходимости обмена данными с другими узлами ЛВС, они могут быть переданы транзитом.
Классификация ЛВС по каналам передачи данных: проводные кабельные ЛВС, оптоволоконные кабельные ЛВС, беспроводные ЛВС.
Для управления обменом используются различные методы. Существует несколько групп методов доступа, основанных на временном разделении канала:
|
|
|
- централизованные и децентрализованные;
- детерминированные и случайные.
Централизованный доступ управляется из центра управления сетью, например от сервера. Децентрализованный метод доступа функционирует на основе протоколов без управляющих воздействий со стороны центра.
Детерминированный доступ обеспечивает каждой рабочей станции гарантированное время доступа (например, время доступа по расписанию) к среде передачи данных. Случайный доступ основан на равноправности всех станций сети и их возможности в любой момент обратиться к среде с целью передачи данных.
Международный институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) разработал стандарты для протоколов передачи данных в локальных сетях. Наибольшее распространение получили реализации методов доступа ETHERNET, ARCNET и TOKEN RING.
Метод доступа ETHERNET обеспечивает высокую скорость передачи данных и надежность. Ethernet является наиболее популярной сетью за счет дешевизны сетевых адаптеров, кабеля. Кроме того, скорость 10Мбит/с и выше приемлема для большинства приложений.
Ethernet использует шинную или звездообразную топологию. Ethernet 10Base2 и 10Base5 работает на основе коаксиального кабеля в шинных сетях, a Ethernet 10BaseT — на основе витой пары в звездообразных схемах. Для определения моментов, когда можно послать данные, в Ethernet применяется метод, называемый "доступ к среде с контролем несущей частоты и обнаружением коллизий" — CSMA/CD (Carrier-SenseMedia-Access/Collision-Detect). Перед каждой пересылкой информации компьютер прослушивает сигналы в кабеле, чтобы удостовериться в его незанятости. Если другая станция ведет передачу, то остальным станциям необходимо ждать пока кабель не станет свободным. Сообщение, отправляемое одной рабочей станцией, принимается одновременно всеми остальными станциями, подключенными к общей шине. Но сообщение предназначено только для одной станции (оно включает в себя адрес станции назначения и адрес отправителя). Та станция, которой предназначено сообщение, принимает его, остальные игнорируют.
ETHERNET не исключает возможности одновременной передачи сообщений двумя или несколькими станциями. Аппаратура автоматически распознает такие конфликты, называемые коллизиями. После обнаружения конфликта станция задерживает передачу на некоторое время. Это время небольшое и для каждой станции свое. После задержки передача возобновляется.
Метод доступа ARCNET используется в локальных сетях с топологией типа «звезда». Один из компьютеров создает специальный маркер (сообщение специального вида), который последовательно передается от одного компьютера к другому. Если станция желает передать сообщение другой станции, она должна дождаться маркера и добавить к нему сообщение, дополненное адресами отправителя и назначения. Когда пакет дойдет до станции назначения, сообщение будет "отцеплено" от маркера и передано станции.
Метод доступа TOKEN RINGрассчитан на кольцевую топологию сети. Этот метод напоминает ARCNET, так как тоже используется маркер, передаваемый от одной станции к другой. В отличие от ARCNET при методе доступа TOKEN RING имеется возможность назначить разные приоритеты разным рабочим станциям.
В противоположность Ethernet, где время ожидания передачи случайно, компьютеры в сети Ring посылают данные по очереди. TokenRing — это кольцо из компьютеров, по которому циркулирует служебный пакет, называемый маркером (token). Когда рабочая станция получает маркер, она может передавать данные в течении заданного промежутка времени. После этого она посылает маркер соседней по сети станции. Такой механизм обеспечивает высокую пропускную способность.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 1767; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!