| §4.1 Local y global Red de computadoras
Palabras clave:
Mensaje
enlace
Red de computadoras
tasa de transferencia de información
la red local
red global
Anteriormente, ya hemos dicho que La comunicación es una de las más importantes. procesos de información . La información se transmite desde la fuente al receptor en forma de una secuencia de señales, símbolos, signos. Por ejemplo, durante una conversación directa entre personas, se transmiten señales de sonido: habla; al leer un texto, una persona percibe símbolos gráficos: letras. La secuencia transmitida de señales, símbolos, signos se llama mensaje.
Un canal de comunicación (transferencia de información) es un sistema medios tecnicos y un medio de propagación de señales para transmitir mensajes desde una fuente a un receptor. Cuando las personas se comunican directamente, la información se transmite mediante ondas sonoras, cuando se habla por teléfono, utilizando señales acústicas y señales eléctricas distribuidos sobre líneas de comunicación, al leer - usando ondas de luz.
Cualquier transformación de información procedente de una fuente en una forma adecuada para su transmisión a través de un canal de comunicación se denomina codificación. Actualmente, la comunicación digital es muy utilizada, cuando la información transmitida se convierte en un código binario.
Insuficiente calidad técnica los canales de comunicación y algunas otras razones pueden provocar la distorsión de la señal transmitida y la pérdida de información. Para evitar tales situaciones, el código transmitido por la línea de comunicación se hace redundante. Debido a esto, se puede compensar la pérdida de alguna parte de la información durante la transmisión. Además, en sistemas modernos comunicación digital, todos los mensajes se dividen en partes (paquetes, bloques). Para cada bloque, se calcula una suma de comprobación (la suma de dígitos binarios), que se transmite junto con este bloque. En el lugar de recepción, se vuelve a calcular la suma de verificación del bloque recibido y, si no coincide con la cantidad original, se repite la transmisión de este bloque.
Durante siglos, la humanidad ha utilizado los servicios postales para transmitir cartas; en la segunda mitad del siglo XIX se inventó la tecnología de transmisión de sonido (teléfono); Desde la década de 1930, el fax se ha utilizado para transmitir imágenes. Hoy en día, para la transmisión de textos, imágenes, sonido y muchos otros tipos de información, Red de computadoras- dos o más computadoras conectadas por líneas de transmisión de información. Con la llegada de las redes informáticas, se hizo posible enviar una carta que llega más rápido que un telegrama, obtener una respuesta, enterarse de las últimas noticias, hablar con un amigo sentado frente a una computadora a cientos de kilómetros de distancia, como si estuviera en el próxima habitación, reservar un billete de avión o una habitación en el hotel, descargar programa deseado, tono de llamada o película.
Una característica importante de una red informática es tasa de transferencia de información, o capacidad del canal. Este valor se define como la cantidad de información en bits por segundo (bps) y en unidades derivadas: kilobits por segundo (1 Kbps = 1000 bps), megabits por segundo (1 Mbps = 1000 Kbps), gigabits por segundo (1 Gbps = 1000Mbps).
Distinguir entre redes informáticas locales y globales..
Una red informática local une las computadoras instaladas en una habitación (por ejemplo, una clase de informática de la escuela) o en un edificio (por ejemplo, todas las computadoras ubicadas en un edificio escolar se pueden combinar en una red local). Una red local permite a los usuarios compartir el acceso a los recursos informáticos, así como a los dispositivos periféricos (impresoras, escáneres, discos, módems, etc.) conectados a la red.
Las redes locales son servidor dedicado y peer-to-peer.
En las redes locales pequeñas, todos los equipos son iguales, es decir, cada uno de ellos puede utilizar los recursos del otro. Los usuarios deciden de forma independiente qué recursos de su computadora (archivos, carpetas, discos) poner a disposición de toda la red. Este tipo de redes se denominan peer-to-peer.
En redes con un gran número de usuarios, no es deseable que todos ellos tengan acceso a todos los equipos de la red. Al combinar más de 10 equipos, es recomendable asignar el más computadora poderosa- servidor (servidor inglés - servir). En el disco duro del servidor, se colocan archivos (datos y programas) a los que acceden otras computadoras de la red: clientes. Además, todos los usuarios de la red pueden tener acceso a los equipos periféricos conectados al servidor (por ejemplo, una impresora o un escáner).
Cada computadora conectada a la red local debe tener una placa especial: adaptador de red. Su función es la transmisión y recepción de señales propagadas a través de canales de comunicación.
La conexión de las computadoras (sus tarjetas de red) a la red local se realiza mediante varios tipos cables (par trenzado, fibra óptica - Fig. 4.1) o a través de canales inalámbricos (como Wi-Fi).
Arroz. 4.1. cables:
par trenzado y fibra
Un par trenzado son dos aislados alambre de cobre torcido uno con respecto al otro. Esta torsión de los cables reduce el efecto de interferencia en las señales transmitidas por este cable. Una conexión de par trenzado consta de varios pares trenzados (2 o 4) cubiertos con una funda de plástico. Velocidad de transferencia de datos: de 10 Mbps a 1000 Mbps.
El cable de fibra óptica transmite la luz a través de la fibra de vidrio. Este tipo de conexión proporciona una velocidad de transmisión muy alta, la longitud del canal es de cientos y miles de kilómetros y no está sujeto a interferencias electromagnéticas. Velocidad de transferencia de datos: de 100 Mbps a 10 Gbps.
Inalámbrico conexión wifi proporciona velocidades de transferencia de datos de hasta 300 Mbps.
Las redes locales, que unen docenas de computadoras en un área pequeña, no brindan acceso conjunto a la información a usuarios ubicados a una distancia considerable entre sí (por ejemplo, en diferentes asentamientos).
red informática mundial es un sistema de computadoras interconectadas ubicadas en un lugar arbitrariamente lejos entre sí (por ejemplo, en diferentes países y en diferentes continentes).
Ejemplos de redes informáticas globales son las redes regionales y corporativas. Las redes de computadoras regionales proporcionan una asociación de computadoras dentro de la misma región (ciudad, región, región, país). Redes informáticas corporativas se crean para garantizar las actividades de varios tipos de estructuras corporativas que tienen divisiones territorialmente remotas (por ejemplo, bancos con sus sucursales).
La red informática mundial más famosa y extensa es Internet. Esta red une numerosas redes locales, regionales y corporativas, así como equipos de usuarios individuales, distribuidos por todo el mundo.
La base de cualquier red informática global son las computadoras. nodos y canales de comunicación.
Un nodo es una poderosa computadora que está permanentemente conectada a la red. Los suscriptores están conectados a los nodos de la red informática: Computadoras personales usuarios o redes locales.
Se utiliza una amplia variedad de canales físicos para la transmisión de datos en redes globales: cable eléctrico; comunicación por radio a través de repetidores y satélites de comunicación; rayos infrarrojos (como en los controles remotos de televisión) control remoto); moderno cable de fibra óptica; red telefónica convencional.
Una organización que proporciona a los usuarios una conexión a la red global a través de sus computadoras se llama proveedor(Proveedor inglés - proveedor) de servicios de red.
Tarea. La tasa de transferencia de datos a través de alguna conexión es de 128.000 bps. ¿Cuánto tiempo (en segundos) llevará transferir un archivo de 625 KB a través de esta conexión?
Red de computadoras- se trata de dos o más ordenadores conectados por líneas de transmisión de información.
red informática local combina computadoras instaladas en la misma habitación o edificio, y brinda a los usuarios la capacidad de compartir el acceso a los recursos informáticos, así como a los dispositivos periféricos conectados a la red. Las redes locales son peer-to-peer y con un servidor dedicado.
red informática mundial- este es un conjunto de computadoras interconectadas ubicadas a una distancia arbitrariamente grande entre sí (por ejemplo, en diferentes países y en diferentes continentes).
1. Familiarícese con los materiales de presentación del párrafo que se encuentran en el suplemento electrónico del libro de texto. ¿Qué puede decir sobre las formas de presentación de la información en la presentación y en el libro de texto? ¿Qué diapositivas le gustaría agregar a su presentación?
2. ¿Cómo entiendes el significado de la frase: “La posibilidad de transferir el conocimiento, la información es la base para el progreso de toda la sociedad en su conjunto y de cada persona individualmente”? Discuta esta pregunta en un grupo.
3. Desde la antigüedad, las personas han intercambiado información de diversas formas, han notificado peligros o han transmitido información importante y urgente. Elaborar un breve informe sobre una de las formas de transmisión de información utilizadas anteriormente.
4. ¿Qué es una red informática?
5. ¿Qué es un canal de comunicación? ¿Cómo se determina el ancho de banda de un canal de comunicación?
6. ¿Cómo funciona una LAN punto a punto?
7. ¿Cómo funciona una red local con un servidor dedicado?
8. ¿Qué tipo de red local está instalada en su clase de computación? ¿Qué funciones realiza?
9. ¿Qué redes se llaman globales? Dé ejemplos de tales redes.
10. ¿Qué canales de comunicación se utilizan para la transmisión de datos en las redes informáticas mundiales?
11. La velocidad de transferencia de datos en un determinado canal de comunicación es de 512 000 bps. La transferencia de un archivo a través de este canal tarda 16 segundos. Determine el tamaño del archivo en kilobytes.
12. Averigüe los nombres de los proveedores de servicios de red en su área.
13. Construya un gráfico de relaciones conectando los conceptos discutidos en este párrafo.
Una red de área local se puede considerar como una conexión de dos o más dispositivos mediante un cable, ondas de radio o señales ópticas, lo que hace posible el intercambio de datos entre ellos. Los dispositivos ubicados en la misma habitación o edificio e interconectados se denominan red informática local (LAN - Local Area Network). La cantidad de dispositivos conectados a dicha red está limitada por las capacidades del sistema de cableado y el equipo de red utilizado.
La conexión entre dispositivos puede ser directa o mediante nodos de comunicación adicionales.
Las redes son la columna vertebral estructuras de información, que consta de lógica y capas físicas o componentes, cuyo objetivo principal es el intercambio de información.
La capa física está representada por componentes de red que proporcionan una conexión física entre computadoras. Estos componentes suelen ser: interfaz de red ( tarjeta LAN o tarjeta adaptadora de red, comunicación estándar o extendida o puerto paralelo o tarjeta multipuerto), medio de transmisión de datos de red (cable coaxial, par trenzado de dos hilos o fibra óptica) y elementos de nodo (enrutadores, concentradores, repetidores (repetidores, concentradores (hub)), interruptores (switch)) y elementos finales (terminadores, conectores, conectores, enchufes).
En la actualidad, existe una clara estructuración de las redes en locales y globales, el proceso de integración de las primeras en las segundas, donde las redes con varios centenares de ordenadores se siguen considerando locales y las globales con decenas de miles de conectados. sistemas informáticos. La tasa de intercambio de información alcanza los 200 Mbps, y 10 Mbps se considera la configuración inicial básica y de bajo costo. Ahora las redes informáticas permiten no sólo transmitir o recibir información en el sentido literal de este concepto, sino también proporcionar un conjunto de capacidades de servicio, cuya lista está en constante expansión. Esta y la administración remota, distribuida sistemas de archivos, ejecución remota de programas, Correo electrónico, impresión remota, bases de datos distribuidas, sistemas acceso remoto Y sistemas distribuidos gestión, los motores de búsqueda, teleconferencias y más.
Los dispositivos que se utilizan como centros de control en la red y como medios de almacenamiento se denominan servidores. Si los dispositivos están ubicados relativamente cerca uno del otro y están conectados mediante adaptadores de red de alta velocidad, dichas redes se denominan redes locales. Cuando se utiliza una red de área local, los dispositivos generalmente se ubican dentro de la misma habitación, edificio o en varias casas muy próximas entre sí. Una red informática local, por regla general, une no más de cien sistemas informáticos pertenecientes a una misma estructura, y es de naturaleza corporativa, tanto en términos de su funcionamiento como de la naturaleza del software del sistema.
Los principios de organización y protocolos de software para sistemas informáticos locales y globales pueden ser diferentes y absolutamente iguales. Por lo tanto, es imposible clasificar una red como local o global solo en función del tipo de interacción de la red y el software subyacente.
Neto es un grupo de computadoras conectadas entre sí por un canal de comunicación. El canal proporciona intercambio de datos dentro de la red (es decir, intercambio de datos entre computadoras en un grupo dado). La red puede consistir en dos o tres computadoras, o puede unir varios miles de PC. Físicamente, el intercambio de datos entre computadoras se puede realizar a través de un cable especial, una línea telefónica, un cable de fibra óptica o un canal de radio.
Las computadoras en la red se pueden conectar:
Las computadoras conectadas a una red pueden realizar dos funciones: pueden ser estaciones de trabajo o servidores.
estación de trabajo- esta es cualquier computadora que funcione en la red que no sea un servidor, por regla general, los usuarios trabajan detrás de ellos. Los requisitos para las estaciones de trabajo están determinados por la gama de tareas de la estación. Por lo general, los requisitos principales son los requisitos de velocidad y la cantidad de RAM.
Servidores- estas son computadoras que administran toda la red y acumulan todos los datos de las estaciones de trabajo. Los servidores pueden funcionar en modo automatico- se paran sin teclado y, a veces, incluso sin monitor, pero en cualquier caso, los servidores realizan las funciones de administración de red y concentración de datos. Administrador de red- una persona cuyas responsabilidades incluyen todos los asuntos relacionados con la instalación y operación de la red, así como resolver todos los problemas relacionados con los derechos y capacidades de los usuarios de la red.
Por lo general, se selecciona como servidor la computadora más grande y poderosa de la red. Sin embargo, el desarrollo de la tecnología informática claramente conduce a una disminución de los componentes internos: la computadora se vuelve más rápida y económica. Por lo tanto, en poco tiempo, el servidor puede quedar obsoleto más rápido que computadoras convencionales, que no están sujetos a requisitos tan elevados.
Es costumbre distinguir entre redes locales y globales. En esencia, la principal diferencia entre ellos ya está clara en los nombres, pero también hay algunas diferencias tecnológicas significativas.
Redes locales(del inglés local - local): estas son redes que consisten en computadoras muy próximas, ubicadas con mayor frecuencia en la misma habitación, en el mismo edificio o en edificios muy próximos. Las redes informáticas locales que cubren una determinada empresa o firma y unen recursos informáticos heterogéneos en un solo entorno se denominan corporativo(del inglés corporativo - corporativo, general). Ejemplos: red bancaria, red de instituciones educativas.
La característica más importante redes locales es la tasa de transferencia de datos, por lo que las computadoras se conectan mediante adaptadores de alta velocidad con una tasa de transferencia de datos de al menos 10 Mbps. Las redes locales utilizan líneas de comunicación digital de alta velocidad. Además, las redes locales deben ser adaptables y flexibles: los usuarios deben poder ubicar las computadoras conectadas a la red donde las necesiten, agregar o mover computadoras u otros dispositivos, y desconectarlos según sea necesario sin interrumpir la red.
La combinación de computadoras en una sola red brinda a los usuarios de la red nuevas oportunidades que son incomparables con las capacidades de las computadoras individuales. La red no es una adición, sino una multiplicación de las capacidades de las computadoras individuales. Una red local le permite organizar la transferencia de archivos de una computadora a otra u otras, compartir recursos informáticos y de hardware, combinar el procesamiento de datos distribuidos en varias computadoras con el almacenamiento centralizado de información y mucho más. Con la ayuda de una red local de computadoras, se lleva a cabo el uso colectivo de los recursos técnicos, lo que tiene un efecto beneficioso en la psicología y el comportamiento del usuario no solo en la red, sino también en la vida real.
Topología de redes locales
Topología es una configuración de red, una forma de conectar elementos de red (es decir, computadoras) entre sí. Hay tres formas más comunes de conectar computadoras a una red local: "estrella", "autobús común" Y "anillo".
Conexión en estrella(Figura 1). Cada computadora a través de un adaptador de red especial está conectada por un cable separado al dispositivo de fusión. Si es necesario, se pueden combinar varias redes con una topología en estrella, mientras que la configuración de la red se ramifica.
ventajas: Con una conexión en estrella, es fácil solucionar los problemas de la red.
Inconvenientes: La conexión no siempre es fiable, ya que el fallo del nodo central puede paralizar la red.
Conexión de bus común(Figura 2). Todas las computadoras en la red están conectadas al mismo cable; este cable es compartido por todas las estaciones de trabajo a su vez. Con este tipo de conexión, todos los mensajes enviados por cada computadora individual son recibidos por todas las demás computadoras en la red.
ventajas: en una topología de "bus común", la falla de las computadoras individuales no detiene toda la red.
controlador operativo de archivo de software
Defectos: es algo más difícil encontrar una falla en el cable, y si el cable (único para toda la red) se rompe, se interrumpe el funcionamiento de toda la red.
Conexión de anillo(Fig. 3). Los datos se transfieren de una computadora a otra; al mismo tiempo, si una computadora recibe datos destinados a otra computadora, los transfiere más (a lo largo del anillo).
ventajas: equilibrio de carga, la posibilidad y conveniencia del tendido de cables.
Defectos: Restricciones físicas en la longitud total de la red.
La composición del hardware y el software depende del esquema. La topología se elige en función de las necesidades de la empresa. Si la empresa ocupa un edificio de varios pisos, entonces el esquema se puede aplicar en él. "copo de nieve"(Fig. 4), que tiene servidores de archivos para diferentes grupos de trabajo y un servidor central para toda la empresa.
3.5. Redes de área local
Red de área local (LAN) llamado la conexión conjunta de varias computadoras separadas a un solo canal de transmisión de datos. El concepto de LAN (ing. LAN - Red de área local) se refiere a complejos de hardware y software geográficamente limitados (territorialmente o de producción) en los que varios sistemas informáticos están interconectados utilizando medios de comunicación apropiados..
LAN brinda la posibilidad de uso simultáneo de programas y bases de datos por parte de varios usuarios, así como la capacidad de interactuar con otras estaciones de trabajo conectadas a la red. A través de una LAN, el sistema combina computadoras personales ubicadas en muchos lugares de trabajo remotos que comparten equipos, software e información. Los lugares de trabajo de los empleados ya no están aislados y se combinan en un solo sistema.
La característica más importante de una LAN es la velocidad de transferencia de información. Idealmente, al enviar y recibir datos a través de la red, el tiempo de respuesta debería ser casi el mismo que si se recibieran desde la PC del usuario, y no desde cualquier otro lugar de la red.. Esto requiere la transferencia de datos a una velocidad 10 Mbps y más. En realidad se alcanzan las siguientes velocidades:
· Cable coaxial - 10¸ 50 Mbaudios;
· Par trenzado - hasta 10 Mbaudios;
· par trenzado especial categoría 5 - hasta 100 Mbaudios;
· Fibra óptica: hasta 1 Gbaud;
· Línea telefónica - de 2400 baudios a 56 kbaudios;
· Satélite 10.000 ordenadores al mismo tiempo y una velocidad de alrededor de 1 Mbaud.
Componentes de red: dispositivos de red y medios de comunicación.
La LAN implementa el principio de organización modular, que le permite construir redes de varias configuraciones con diferentes funcionalidad. Los componentes principales de los que se construye la red son los siguientes:
medio de transmision – cable coaxial, cable telefónico, par trenzado, cable de fibra óptica, radio, etc.;
estaciones de trabajo- PC, estación de trabajo o estación de red real. Si la estación de trabajo está conectada a la red, es posible que no necesite ni un disco duro ni disquetes. Sin embargo, en este caso, necesita un adaptador de red, un dispositivo especial para descarga remota Sistema operativo de la red;
tableros de interfaz – tableros de red para organizar la interacción de las estaciones de trabajo con la red;
servidores– computadoras separadas con software que realizan funciones de control recursos de red Acceso público;
software de red .
Echemos un vistazo más de cerca a algunos de estos componentes de red.
Servidores
Una red puede tener uno o más servidores. Se pueden utilizar varios servidores para gestionar el funcionamiento de la red ( servidores de red), almacenando información en forma de archivos ( servidores de archivos), búsqueda y extracción de información de bases de datos ( servidores de base de datos), distribución de información ( servidores de correo ), impresión en red ( servidores de impresión), etc. Se puede acceder a los discos del servidor desde todas las demás estaciones de trabajo de la red si los usuarios tienen los permisos adecuados.
La interacción del servidor con las estaciones de trabajo ocurre aproximadamente según el siguiente esquema. Según sea necesario, la estación de trabajo envía una solicitud al servidor para realizar alguna acción: leer datos, imprimir un documento, enviar correo electrónico etcétera. El servidor realiza la acción solicitada y emite un reconocimiento.
Medio de transmision
Los medios de transmisión se caracterizan por la velocidad y el alcance de la transmisión de información y la fiabilidad.
El par trenzado, el cable coaxial y las líneas de fibra óptica se utilizan con mayor frecuencia como medios de comunicación en una LAN. Al elegir un medio de transmisión, se deben tener en cuenta los siguientes indicadores:
· tasa de transferencia de información;
· rango transferencia de información;
· seguridad de la transferencia de información;
· fiabilidad de la transmisión de información ;
· el costo de instalación y operación.
El cumplimiento simultáneo de los requisitos para el medio de transmisión es una tarea difícil. Así, por ejemplo, una alta tasa de transferencia de datos a menudo está limitada por la distancia máxima permitida para una transferencia de datos confiable, al tiempo que se garantiza el nivel necesario de protección de los datos transmitidos. El costo de los medios de comunicación afecta la posibilidad de construir y expandir la red.
Consideremos con más detalle las propiedades de algunos medios de transmisión.
par trenzado
Trenzado de dos núcleos conexión por cable(par trenzado), el más económico entre los medios de transmisión. Le permite transferir información a velocidades de hasta 10 Mbps, fácil de crecer, baja inmunidad al ruido. La longitud del cable no supera los 1000 m con una velocidad de transmisión de 1 Mbps. Para aumentar la inmunidad al ruido de la información, se utiliza un par trenzado blindado, colocado en una funda similar a la pantalla de un cable coaxial. El precio de dicho par está cerca del precio de un cable coaxial.
Cable coaxial
El cable coaxial se utiliza para la comunicación a distancias de hasta varios kilómetros, tiene buena inmunidad al ruido a un precio promedio. La tasa de transferencia de información es de 1 a 10 Mbps, en algunos casos llega a 50 Mbps. El cable coaxial se puede utilizar para la transmisión de información de banda ancha.
Cable coaxial de banda ancha.
Tal cable coaxial es débilmente susceptible a la interferencia, fácil de construir, pero tiene un alto precio. La velocidad de transferencia de datos alcanza los 500 Mbps. Para transmitir información a una distancia superior a 1,5 km en banda base, es necesario reloj de repetición(amplificador), mientras que la distancia de transmisión estable se incrementa a 10 km. Para una LAN con topología de bus o árbol, el cable debe tener un terminador (resistencia de terminación).
Cable de ethernet
Ethernet grueso
Cable coaxial con una impedancia de onda de 50 ohmios (Ethernet grueso. o cable amarillo (cable amarillo)). Utiliza un interruptor estándar de 15 pines. La distancia de transmisión máxima permitida sin un repetidor no supera los 500 my la longitud total de la red Ethernet es de 3000 m Ethernet gruesa, debido a la topología de red troncal, utiliza solo un terminador al final. En términos de inmunidad al ruido, es una alternativa costosa al cable coaxial convencional.
Ethernet delgado
Cable coaxial con impedancia de 50 ohmios (thin ethernet) y data rate de 10 7 bps, más económico que thick ethernet.
Las LAN con cable Ethernet delgado son de bajo costo, requieren una escalabilidad mínima y no requieren blindaje adicional. El cable se conecta a las placas de red de las estaciones de trabajo mediante conectores en T ( Conectores en T ) con conectores de bayoneta compactos (SR-50). Al conectar segmentos Ethernet delgados, se requieren repetidores. La distancia entre estaciones de trabajo sin repetidores no puede exceder los 300 m, y la longitud total de la red no puede exceder los 1000 m.
Cable de fibra óptica
El medio de transmisión más costoso para una LAN es el cable de fibra óptica, también llamado cable de fibra de vidrio. La velocidad de transferencia de información a través de él alcanza varios gigabits por segundo con una longitud permitida de más de 50 km. La inmunidad al ruido de un cable de fibra óptica es muy alta, por lo tanto, las LAN basadas en él se utilizan donde se producen interferencias electromagnéticas y se requiere transmitir información a largas distancias sin el uso de repetidores. Las redes son resistentes a las escuchas porque la técnica de ramificación en los cables de fibra óptica es muy compleja. Por lo general, las LAN basadas en cable de fibra óptica se construyen sobre una topología en estrella.
Las características de los medios de transmisión típicos se dan en la tabla.
| Indicadores | Medio de transmision |
||
| par trenzado | Cable coaxial | Cable de fibra óptica |
|
| Precio | bajo | Medio | Alto |
| Edificio | Muy simple | problemático | problemático |
| Escuche la protección | malo | Bien | Muy bien |
| toma de tierra | No | Requerido | No |
| Inmunidad a interferencias | Bajo | Alto | Muy alto |
Topología del IVS
Topología, es decir Configuración de conexión LAN llama más la atención que otras características de la red. Esto se debe al hecho de que es la topología la que determina en gran medida las propiedades más importantes de la red, como, por ejemplo, la fiabilidad y el rendimiento.
Existen diferentes enfoques para la clasificación de topologías LAN. Según uno de ellos, las configuraciones de red de área local se dividen en dos clases principales: transmisión Y consecutivo .
EN transmisión configuraciones, cada PC transmite señales que pueden ser percibidas por otras PC. Dichas configuraciones incluyen un bus común, un árbol (que conecta varios buses comunes mediante repetidores), una estrella con un centro pasivo. La ventaja de esta clase de configuraciones es la facilidad de conexión en red.
EN sucesivo configuraciones, cada subcapa física transmite información a una sola PC. Tales configuraciones incluyen una estrella con un centro intelectual, un anillo, una conexión jerárquica, un copo de nieve. La principal ventaja es la simplicidad de la implementación del software de la conexión.
Para evitar colisiones en la transmisión de información, se usa con mayor frecuencia método de separación temporal , según el cual cada uno conectado puesto de trabajo V ciertos momentos tiempo, se otorga el derecho exclusivo de uso del canal de transmisión de información. Por lo tanto, los requisitos para el ancho de banda de la red bajo carga aumentada, es decir, con la introducción de nuevas estaciones de trabajo, se reducen.
Diferentes topologías implementan diferentes principios de transferencia de información . En transmitirlo selección de información, en sucesivos enrutamiento de información.
En una LAN de banda ancha, las estaciones de trabajo reciben una frecuencia en la que pueden enviar y recibir información. Los datos transmitidos se modulan en las respectivas frecuencias portadoras. La tecnología de las comunicaciones de banda ancha le permite transportar simultáneamente una cantidad bastante grande de información en un medio de comunicación.
Topología de las estrellas .
Topología de red en la forma estrellas con un centro activo heredado del área mainframes , donde la máquina host recibe y procesa todos los datos de los dispositivos terminales como un nodo de procesamiento de datos activo. Toda la información entre las estaciones de trabajo periféricas pasa por el nodo central de la red informática.
Banda ancha La red está determinada por la potencia de cálculo del nodo central y está garantizada para cada estación de trabajo. Colisiones, es decir No hay colisiones en la transferencia de datos.
El cableado de la topología es relativamente sencillo en la medida en que cada estación de trabajo está conectada a un sitio central, sin embargo, el costo de tender líneas de comunicación es alto, especialmente cuando el sitio central no está ubicado geográficamente en el centro de la topología.
Al expandir la LAN, es imposible utilizar conexiones de cable realizadas anteriormente: se debe colocar un cable separado a la nueva estación de trabajo desde el nodo central de la red.
Topología en estrella con buen rendimiento del nodo central es una de las topologías más rápidas LAN, ya que la transferencia de información entre estaciones de trabajo se realiza a través de líneas dedicadas utilizadas únicamente por estas estaciones de trabajo. La frecuencia de solicitudes de transferencia de información de una estación a otra es baja en comparación con otras topologías.
Fig. 1. Topología en estrella
El rendimiento de una LAN de topología en estrella está determinado principalmente por los parámetros del nodo central, que actúa como servidor de red. Puede ser un cuello de botella en la red. Si falla el nodo central, se interrumpe el funcionamiento de la red en su conjunto.
En una LAN con un nodo de control central, es posible implementar un mecanismo óptimo para proteger contra el acceso no autorizado a la información.
Topología en anillo.
En una topología de red en anillo, las estaciones de trabajo LAN están interconectadas en un círculo. La última estación de trabajo está conectada a la primera, es decir Enlace de comunicación se cierra en un anillo.
La instalación de líneas de comunicación entre estaciones de trabajo puede ser bastante costosa, especialmente si las estaciones de trabajo están ubicadas geográficamente lejos del anillo principal.
Los mensajes en el anillo LAN circulan en círculo. La estación de trabajo envía información a una determinada dirección después de recibir una solicitud del anillo. La transferencia de información resulta bastante eficiente, ya que los mensajes se pueden enviar uno tras otro. Entonces, por ejemplo, puede hacer una solicitud de timbre a todas las estaciones. La duración de la transferencia de información aumenta en proporción al número de estaciones de trabajo incluidas en la LAN.
Arroz. 2. Topología en anillo
El principal problema de la topología en anillo es que cada estación de trabajo debe participar en la transmisión de información, y si al menos una de ellas falla, toda la red se paraliza. Los fallos en el sistema de cables se localizan fácilmente.
La extensión de una red con una topología en anillo requiere que la red se apague porque el anillo debe romperse. No existen restricciones especiales sobre el tamaño de la LAN.
Una forma especial de topología en anillo es anillo lógico .
Físicamente, se monta como una conexión de topologías en estrella. Las estrellas individuales se encienden con la ayuda de interruptores especiales (ing. Hub - concentrador), que en ruso a veces también se denomina "hub". Según el número de estaciones de trabajo y la longitud del cable entre las estaciones de trabajo, se utilizan concentradores activos o pasivos. Los concentradores activos también contienen un amplificador para conectar de 4 a 16 estaciones de trabajo. El concentrador pasivo es exclusivamente un dispositivo de ramificación (para un máximo de tres estaciones de trabajo). La gestión de una sola estación de trabajo en un anillo lógico es la misma que en un anillo normal. A cada puesto de trabajo se le asigna una dirección que le corresponde, a la que se le transfiere el control (del más antiguo al más joven y del más joven al más antiguo). La desconexión ocurre solo para el nodo descendente (más cercano) de la red informática, por lo que solo en casos excepcionales se puede interrumpir el funcionamiento de toda la red.
Topología del bus
En una LAN con topología de bus, el principal medio de transmisión ( neumático) – común para todas las estaciones de trabajo. El funcionamiento de la LAN no depende del estado de una estación de trabajo individual, es decir, las estaciones de trabajo pueden conectarse al bus o desconectarse de él en cualquier momento sin perturbar la red en su conjunto.
Arroz. 3. Topología de bus
Sin embargo, en la red mas simple Ethernet con topología de bus utiliza un cable Ethernet delgado con un conector en T como medio de transmisión ( T -conector), por lo que la expansión de dicha red requiere una interrupción del bus, lo que conduce a la interrupción de la red. Las soluciones más costosas implican instalar en su lugar T - conectores de cajas de enchufes pasivos.
Dado que la expansión de una LAN con una topología de bus se puede llevar a cabo sin interrumpir los procesos de la red y romper el entorno de comunicación, la eliminación de información de la LAN y, en consecuencia, la escucha de la información se lleva a cabo con bastante facilidad, como resultado de lo cual el la seguridad de dicha LAN es baja.
Las características de las topologías de las redes informáticas se dan en la tabla.
| Característica | Topología |
||
| Estrella | Anillo | Neumático |
|
| Precio extensiones | Bajo | Medio | Medio |
| Unirse a suscriptores | pasivo | Activo | pasivo |
| Defensa de rebotar | Bajo | Bajo | Alto |
| Escuche la protección | Bien | Bien | malo |
| Comportamiento en alto | Bien | malo | malo |
| Trabaja en tiempo real | Bien | Bien | malo |
| Alambrado cable | Bien | malo | Bien |
Topología de árbol.
Está formado por varias combinaciones de las topologías LAN discutidas anteriormente. La base del árbol (raíz) se encuentra en el punto donde se juntan las líneas de comunicación (ramas de los árboles).
Las redes con estructura de árbol se utilizan cuando es imposible aplicar directamente las estructuras de red básicas. Para conectar estaciones de trabajo, dispositivos llamados concentradores .
Hay dos tipos de tales dispositivos. Los dispositivos a los que se pueden conectar un máximo de tres estaciones se denominan concentradores pasivos. Para conectar más dispositivos, necesita concentradores activos con amplificación de señal.
Tipos construir una LAN métodos de transferencia de información.
Red Token Ring
Este estándar fue desarrollado por IBM. Como medio de transmisión se utiliza par trenzado blindado o no blindado o fibra óptica. Tasa de transferencia de datos de 4 Mbps a 16 Mbps. Como método de control de acceso estaciones de trabajo al medio de transmisión utilizado anillo marcador (Token Ring). Las principales disposiciones del método:
¨ topología de anillo LAN;
¨ la estación de trabajo puede transmitir datos solo después de recibir el token, es decir permiso para transferir información;
¨ en un momento dado, sólo una estación de la red tiene este derecho.
A LAN Tok e n Ring utiliza tres tipos principales de paquetes:
¨ control de paquetes/datos (trama de datos/comandos);
¨ marcador (ficha);
¨ reinicializar paquete (abortar).
Paquete de control/datos . Con la ayuda de dicho paquete, se transmiten comandos de control de datos o de red.
Marcador.La estación puede comenzar a transmitir datos solo después de recibir dicho paquete. Solo puede haber un marcador en el anillo y, en consecuencia, solo una estación con derecho a transmitir datos.
Restablecer paquete.El envío de dicho paquete hace que se detenga la transmisión de información.
Token de red Ring permite que las computadoras se conecten en una topología de estrella.
Red local Arknet.
Arknet (Attached Resource Computer NETWork) es una arquitectura LAN sencilla, económica, fiable y flexible. Desarrollado por Datapoint Corporation en 1977. Posteriormente, la licencia de Arcnet fue adquirida por SMS Corporation (Standard Microsystem Corporation), que se convirtió en el principal desarrollador y fabricante de equipos para redes Arcnet. Como medios de transmisión se utilizan cable de par trenzado, coaxial de 93 ohmios y cable de fibra óptica. La velocidad de transferencia de datos es de 2,5 Mbps. Al conectar dispositivos en aplicar topologías de bus y estrella. Método de control de acceso estaciones al medio de transmisión - neumático marcador (Token Bus). El método incluye las siguientes reglas:
¨ los dispositivos conectados a la red solo pueden transmitir datos si reciben permiso para transmitir (token);
¨ en un momento dado, solo una estación de la red tiene este derecho;
Principios de trabajo
La transferencia de cada byte en Arcnet se realiza mediante el envío de una ISU (Information Symbol Unit - unidad de transferencia de información), que consta de tres bits de inicio/parada de servicio y ocho bits de datos. Al principio de cada paquete se transmite el delimitador inicial AB (Alegt Burst), que consta de seis bits de servicio. El delimitador de inicio funciona como el preámbulo del paquete.
Arcnet define 5 tipos de paquetes:
1. paquete ITT(Información para transmitir) - una invitación para transmitir. Este mensaje transfiere el control de un nodo de red a otro. La estación que recibió el paquete. ITT , adquiere el derecho a la cesión de los datos.
2. Paquete FBE(Consultas gratuitas de Buffeg): una solicitud de preparación para recibir datos. Este paquete verifica la preparación del nodo para recibir datos.
3. paquete de datos.Este mensaje se utiliza para transferir datos.
4. PEDIR paquete (ACKnowledgements) - confirmación de recepción. Confirmación de disponibilidad para recibir datos o confirmación de recepción de un paquete de datos sin errores, es decir, respuesta a FBE y paquete de datos.
5. Paquete NAK(Reconocimientos negativos) falta de voluntad para recibir. El nodo no está listo para recibir datos en respuesta a FBE o recibe un paquete con un error.
LAN Ethernet
La especificación Ethernet fue propuesta por Xerox a finales de los años setenta. Más tarde, Digital Equipment Corporation (DEC) e Intel se unieron a este proyecto. En 1982, se publicó la especificación para Ethernet versión 2.0. Basado en Ethernet, se desarrolló el estándar IEEE 802.3.
Principios básicos de trabajo.
¨ topología de bus a nivel lógico;
¨ todos los dispositivos conectados a la red son iguales, es decir, cualquier estación puede iniciar la transmisión en cualquier momento (si el medio de transmisión está libre);
¨ los datos transmitidos por una estación están disponibles para todas las estaciones de la red.
