| §4.1 Locale e globale reti di computer
Parole chiave:
Messaggio
collegamento
rete di computer
velocità di trasferimento delle informazioni
la rete locale
rete globale
In precedenza, lo abbiamo già detto la comunicazione è una delle più importanti processi informativi . Le informazioni vengono trasmesse dalla sorgente al ricevitore sotto forma di una sequenza di segnali, simboli, segni. Ad esempio, durante una conversazione diretta tra persone, vengono trasmessi segnali sonori: discorso; durante la lettura di un testo, una persona percepisce simboli grafici: lettere. La sequenza trasmessa di segnali, simboli, segni è chiamata messaggio.
Un canale di comunicazione (trasferimento di informazioni) è un sistema mezzi tecnici e un mezzo di propagazione del segnale per trasmettere messaggi da una sorgente a un ricevitore. Quando le persone comunicano direttamente, le informazioni vengono trasmesse utilizzando le onde sonore, quando si parla al telefono, utilizzando l'acustica e segnali elettrici distribuito su linee di comunicazione, durante la lettura - utilizzando onde luminose.
Viene chiamata qualsiasi trasformazione di informazioni provenienti da una fonte in una forma adatta alla sua trasmissione su un canale di comunicazione codifica. Attualmente, la comunicazione digitale è ampiamente utilizzata, quando le informazioni trasmesse vengono convertite in un codice binario.
Insufficiente qualità tecnica canali di comunicazione e altri motivi possono portare alla distorsione del segnale trasmesso e alla perdita di informazioni. Per evitare tali situazioni, il codice trasmesso sulla linea di comunicazione viene reso ridondante. A causa di ciò, la perdita di una parte delle informazioni durante la trasmissione può essere compensata. Inoltre, dentro sistemi moderni comunicazione digitale, tutti i messaggi sono divisi in parti (pacchetti, blocchi). Per ogni blocco viene calcolato un checksum (la somma delle cifre binarie), che viene trasmesso insieme a questo blocco. Nel luogo di ricezione, il checksum del blocco ricevuto viene ricalcolato e, se non corrisponde all'importo originale, viene ripetuta la trasmissione di questo blocco.
Per secoli l'umanità ha utilizzato i servizi postali per trasmettere lettere; nella seconda metà dell'Ottocento fu inventata la tecnologia di trasmissione del suono (telefono); Dagli anni '30, il telefax è stato utilizzato per trasmettere immagini. Oggigiorno, per la trasmissione di testi, immagini, suoni e molti altri tipi di informazioni, reti di computer- due o più computer collegati da linee di trasmissione delle informazioni. Con l'avvento delle reti informatiche è diventato possibile inviare una lettera che arriva più velocemente di un telegramma, ottenere una risposta, informarsi sulle ultime notizie, parlare con un amico seduto al computer a centinaia di chilometri di distanza, come se fosse nel stanza accanto, prenota un biglietto aereo o una stanza in albergo, scarica programma desiderato, suoneria o film.
Una caratteristica importante di una rete di computer è velocità di trasferimento delle informazioni, o larghezza di banda del canale. Questo valore è definito come la quantità di informazioni in bit al secondo (bps) e in unità derivate: kilobit al secondo (1 Kbps = 1000 bps), megabit al secondo (1 Mbps = 1000 Kbps), gigabit al secondo (1 Gbps = 1000Mbps).
Distinguere tra reti di computer locali e globali.
Una rete di computer locale unisce i computer installati in una stanza (ad esempio, una classe di computer della scuola) o in un edificio (ad esempio, tutti i computer situati in un edificio scolastico possono essere combinati in una rete locale). Una rete locale consente agli utenti di condividere l'accesso alle risorse del computer, nonché alle periferiche (stampanti, scanner, dischi, modem, ecc.) connesse alla rete.
Le reti locali lo sono server peer-to-peer e dedicato.
Nelle piccole reti locali tutti i computer sono uguali, cioè ciascuno di essi può utilizzare le risorse dell'altro. Gli utenti decidono autonomamente quali risorse del proprio computer (file, cartelle, dischi) mettere a disposizione dell'intera rete. Tali reti sono chiamate peer-to-peer.
Nelle reti con un numero elevato di utenti, non è auspicabile che tutti abbiano accesso a tutti i computer della rete. Quando si combinano più di 10 computer, è consigliabile allocare di più computer potente- server (server inglese - servizio). Sul disco rigido del server vengono inseriti file (dati e programmi) a cui accedono altri computer di rete: i client. Inoltre, tutti gli utenti della rete possono avere accesso alle apparecchiature periferiche collegate al server (ad esempio, una stampante o uno scanner).
Ogni computer connesso alla rete locale deve avere una scheda speciale - scheda di rete. La sua funzione è la trasmissione e la ricezione di segnali propagati attraverso i canali di comunicazione.
La connessione dei computer (le loro schede di rete) alla rete locale viene effettuata utilizzando vari tipi cavi (twisted pair, fibra ottica - Fig. 4.1) o tramite canali wireless (come Wi-Fi).
Riso. 4.1. Cavi:
doppino intrecciato e fibra
Una coppia intrecciata è due isolati filo di rame attorcigliati l'uno rispetto all'altro. Questa torsione dei fili riduce l'effetto dell'interferenza sui segnali trasmessi su questo cavo. Una connessione a doppino intrecciato è costituita da diversi doppini intrecciati (2 o 4) ricoperti da una guaina di plastica. Velocità di trasferimento dati: da 10 Mbps a 1000 Mbps.
Il cavo in fibra ottica trasmette la luce attraverso la fibra di vetro. Questo tipo di connessione prevede una velocità di trasmissione molto elevata, la lunghezza del canale è di centinaia e migliaia di chilometri, ed è assolutamente esente da interferenze elettromagnetiche. Velocità di trasferimento dati: da 100 Mbps a 10 Gbps.
senza fili connessione wifi fornisce velocità di trasferimento dati fino a 300 Mbps.
Le reti locali, che uniscono dozzine di computer in una piccola area, non forniscono l'accesso congiunto alle informazioni agli utenti situati a notevole distanza l'uno dall'altro (ad esempio, in insediamenti diversi).
rete informatica globaleè un sistema di computer interconnessi situati su un arbitrario lontano gli uni dagli altri (ad esempio, in diversi paesi e in diversi continenti).
Esempi di reti informatiche globali sono le reti regionali e aziendali. Le reti di computer regionali forniscono un'associazione di computer all'interno della stessa regione (città, regione, regione, paese). Reti informatiche aziendali sono creati per assicurare l'attività di strutture societarie di varia natura che hanno divisioni territorialmente remote (ad esempio banche con relative filiali).
La rete informatica globale più famosa e più estesa è Internet. Questa rete unisce numerose reti locali, regionali e aziendali, nonché computer di singoli utenti, distribuiti in tutto il mondo.
La base di qualsiasi rete informatica globale sono i computer nodi e canali di comunicazione.
Un nodo è un potente computer permanentemente connesso alla rete. Gli abbonati sono collegati ai nodi della rete di computer - computer personale utenti o reti locali.
Un'ampia varietà di canali fisici viene utilizzata per la trasmissione dei dati nelle reti globali: cavo elettrico; comunicazioni radio tramite ripetitori e satelliti di comunicazione; raggi infrarossi (come nei telecomandi televisivi telecomando); moderno cavo in fibra ottica; rete telefonica tradizionale.
Viene chiamata un'organizzazione che fornisce agli utenti una connessione alla rete globale attraverso i loro computer fornitore(provider inglese - fornitore) di servizi di rete.
Compito. La velocità di trasferimento dei dati attraverso alcune connessioni è di 128.000 bps. Quanto tempo (in secondi) ci vorrà per trasferire un file da 625 KB su questa connessione?
Rete di computer- si tratta di due o più computer collegati da linee di trasmissione delle informazioni.
rete informatica locale combina i computer installati nella stessa stanza o edificio e offre agli utenti la possibilità di condividere l'accesso alle risorse del computer, nonché ai dispositivi periferici collegati alla rete. Le reti locali sono peer-to-peer e con un server dedicato.
rete informatica globale- questo è un insieme di computer interconnessi situati a una distanza arbitrariamente grande l'uno dall'altro (ad esempio, in diversi paesi e in diversi continenti).
1. Acquisire familiarità con i materiali di presentazione del paragrafo contenuti nel supplemento elettronico al libro di testo. Cosa puoi dire delle forme di presentazione delle informazioni nella presentazione e nel libro di testo? Quali diapositive vorresti aggiungere alla tua presentazione?
2. Come interpreta il significato della frase: "La possibilità di trasferire conoscenze, informazioni è la base per il progresso dell'intera società nel suo insieme e di ogni persona individualmente"? Discuti questa domanda in un gruppo.
3. Sin dai tempi antichi, le persone si sono scambiate informazioni in vari modi, hanno segnalato pericoli o hanno trasmesso informazioni importanti e urgenti. Preparare una breve relazione su uno dei modi utilizzati in precedenza per trasmettere informazioni.
4. Cos'è una rete di computer?
5. Cos'è un canale di comunicazione? Come viene determinata la larghezza di banda di un canale di comunicazione?
6. Come funziona una LAN peer-to-peer?
7. Come funziona una rete locale con un server dedicato?
8. Che tipo di rete locale è installata nella tua classe di computer? Quali funzioni svolge?
9. Quali reti sono chiamate globali? Fornisci esempi di tali reti.
10. Quali canali di comunicazione vengono utilizzati per la trasmissione dei dati nelle reti informatiche globali?
11. La velocità di trasferimento dei dati su un determinato canale di comunicazione è di 512.000 bps. Il trasferimento di un file su questo canale richiede 16 secondi. Determina la dimensione del file in kilobyte.
12. Scopri i nomi dei fornitori di servizi di rete nella tua zona.
13. Costruisci un grafico delle relazioni che collegano i concetti discussi in questo paragrafo.
Una rete locale può essere considerata una connessione di due o più dispositivi tramite un cavo, onde radio o segnali ottici, che rende possibile lo scambio di dati tra di loro. I dispositivi situati nella stessa stanza o edificio e interconnessi sono chiamati una rete di computer locale (LAN - Local Area Network). Il numero di dispositivi connessi a tale rete è limitato dalle capacità del sistema di cablaggio e dalle apparecchiature di rete utilizzate.
La connessione tra i dispositivi può essere diretta o tramite nodi di comunicazione aggiuntivi.
Le reti sono la spina dorsale strutture informative, costituito da logica e strati fisici o componenti, il cui scopo principale è lo scambio di informazioni.
Il livello fisico è rappresentato dai componenti di rete che forniscono una connessione fisica tra i computer. Questi componenti sono generalmente: interfaccia di rete ( scheda LAN o scheda adattatore di rete, comunicazione standard o estesa o porta parallela o scheda multiporta), mezzo di trasmissione dati di rete (cavo coassiale, bifilare cosiddetto twisted pair o fibra ottica) ed elementi di nodo (router, concentratori, ripetitori (ripetitori, hub (hub )), interruttori (switch)) ed elementi terminali (terminatori, connettori, connettori, spine).
Allo stato attuale, esiste una chiara strutturazione delle reti in reti locali e globali, il processo di integrazione della prima nella seconda, in cui le reti con diverse centinaia di computer sono ancora considerate locali e quelle globali hanno decine di migliaia di dispositivi connessi sistemi informatici. La velocità di scambio delle informazioni raggiunge i 200 Mbps e 10 Mbps è considerata la configurazione iniziale di base ea basso costo. Ora le reti di computer consentono non solo di trasmettere o ricevere informazioni nel senso letterale di questo concetto, ma forniscono anche un insieme di capacità di servizio, il cui elenco è in continua espansione. Questa e l'amministrazione remota, distribuita file system, esecuzione remota del programma, E-mail, stampa remota, database distribuiti, sistemi accesso remoto E sistemi distribuiti gestione, motori di ricerca, teleconferenze e altro ancora.
I dispositivi che vengono utilizzati sia come centri di controllo nella rete che come supporti di archiviazione sono chiamati server. Se i dispositivi si trovano relativamente vicini l'uno all'altro e sono collegati tramite adattatori di rete ad alta velocità, tali reti vengono chiamate reti locali. Quando si utilizza una rete locale, i dispositivi si trovano solitamente all'interno della stessa stanza, edificio o in diverse case ravvicinate. Una rete informatica locale, di norma, unisce non più di cento sistemi informatici appartenenti a una stessa struttura ed è di natura aziendale, sia in termini di funzionamento che di natura del software di sistema.
I principi dell'organizzazione e dei protocolli software per i sistemi informatici locali e globali possono essere diversi e assolutamente uguali. Pertanto, è impossibile classificare una rete come locale o globale solo sulla base del tipo di interazione di rete e del software sottostante.
Nettoè un gruppo di computer collegati tra loro da un canale di comunicazione. Il canale fornisce lo scambio di dati all'interno della rete (ovvero lo scambio di dati tra computer in un determinato gruppo). La rete può essere costituita da due o tre computer oppure può unire diverse migliaia di PC. Fisicamente, lo scambio di dati tra computer può essere effettuato tramite un cavo speciale, una linea telefonica, un cavo in fibra ottica o un canale radio.
I computer della rete possono essere collegati:
I computer connessi a una rete possono svolgere due funzioni: possono essere workstation o server.
Postazione di lavoro- questo è qualsiasi computer funzionante sulla rete che non è un server, di norma gli utenti lavorano dietro di loro. I requisiti per le postazioni di lavoro sono determinati dalla gamma di compiti della stazione. In genere, i requisiti principali sono i requisiti di velocità e la quantità di RAM.
Server- si tratta di computer che gestiscono l'intera rete e accumulano tutti i dati delle postazioni di lavoro. I server possono essere eseguiti Modalità automatica- stanno senza tastiera e talvolta anche senza monitor, ma in ogni caso i server svolgono le funzioni di gestione della rete e di concentrazione dei dati. Amministratore di rete- una persona le cui responsabilità includono tutte le questioni relative all'installazione e al funzionamento della rete, nonché la risoluzione di tutti i problemi relativi ai diritti e alle capacità degli utenti della rete.
In genere, come server viene selezionato il computer più grande e potente della rete. Tuttavia, lo sviluppo della tecnologia informatica sta chiaramente portando a una diminuzione dei componenti interni: il computer diventa più veloce ed economico. Pertanto, in breve tempo, il server può diventare obsoleto più velocemente di computer convenzionali, che non sono soggetti a requisiti così elevati.
È consuetudine distinguere tra reti locali e globali. In sostanza, la differenza principale tra loro è già chiara dai nomi, ma ci sono anche alcune differenze tecnologiche significative.
Reti locali(dall'inglese locale - locale) - si tratta di reti costituite da computer ravvicinati, il più delle volte situati nella stessa stanza, nello stesso edificio o in edifici ravvicinati. Vengono chiamate reti di computer locali che coprono una determinata impresa o azienda e che uniscono risorse informatiche eterogenee in un unico ambiente aziendale(dall'inglese aziendale - aziendale, generale). Esempi: rete bancaria, rete di istituti scolastici.
La caratteristica più importante reti localiè la velocità di trasferimento dei dati, quindi i computer sono collegati utilizzando adattatori ad alta velocità con una velocità di trasferimento dati di almeno 10 Mbps. Le reti locali utilizzano linee di comunicazione digitale ad alta velocità. Inoltre, le reti locali devono essere adattabili e flessibili: gli utenti devono essere in grado di localizzare i computer connessi alla rete dove necessario, aggiungere o spostare computer o altri dispositivi e disconnetterli secondo necessità senza interrompere la rete.
La combinazione di computer in un'unica rete offre agli utenti della rete nuove opportunità incomparabili con le capacità dei singoli computer. La rete non è un'aggiunta, ma una moltiplicazione delle capacità dei singoli computer. Una rete locale consente di organizzare il trasferimento di file da un computer a un altro o altri, condividere risorse informatiche e hardware, combinare l'elaborazione distribuita dei dati su più computer con l'archiviazione centralizzata delle informazioni e molto altro. Con l'ausilio di una rete locale di computer, viene effettuato l'uso collettivo delle risorse tecniche, che ha un effetto benefico sulla psicologia e sul comportamento dell'utente non solo sulla rete, ma anche nella vita reale.
Topologia delle reti locali
Topologiaè una configurazione di rete, un modo per connettere gli elementi della rete (cioè i computer) tra loro. Esistono tre modi più comuni per connettere i computer a una rete locale: "stella", "autobus comune" E "squillo".
Collegamento a stella(Fig. 1). Ogni computer tramite uno speciale adattatore di rete è collegato tramite un cavo separato al dispositivo di unione. Se necessario, più reti con una topologia a stella possono essere combinate insieme, mentre la configurazione della rete viene ramificata.
Vantaggi: Con una connessione a stella, è facile risolvere i problemi della rete.
Svantaggi: la connessione non è sempre affidabile, in quanto il guasto del nodo centrale può causare l'arresto della rete.
Collegamento bus comune(figura 2). Tutti i computer della rete sono collegati allo stesso cavo; questo cavo è condiviso a sua volta da tutte le postazioni di lavoro. Con questo tipo di connessione, tutti i messaggi inviati da ogni singolo computer vengono ricevuti da tutti gli altri computer della rete.
Vantaggi: in una topologia a "bus comune", il guasto di singoli computer non provoca l'arresto dell'intera rete.
driver operativo del file software
Screpolatura:è un po' più difficile trovare un guasto nel cavo, e se il cavo (unico per l'intera rete) si rompe, il funzionamento dell'intera rete viene interrotto.
Collegamento ad anello(figura 3). I dati vengono trasferiti da un computer all'altro; allo stesso tempo, se un computer riceve dati destinati a un altro computer, li trasferisce ulteriormente (lungo l'anello).
Vantaggi: bilanciamento del carico, possibilità e convenienza della posa dei cavi.
Screpolatura: limitazioni fisiche sulla lunghezza totale della rete.
La composizione dell'hardware e del software dipende dallo schema. La topologia viene scelta in base alle esigenze dell'azienda. Se l'impresa occupa un edificio a più piani, lo schema può essere applicato al suo interno "fiocco di neve"(Fig. 4), che ha file server per diversi gruppi di lavoro e un server centrale per l'intera azienda.
3.5. Reti locali
Rete locale (LAN) chiamata la connessione congiunta di diversi computer separati a un unico canale di trasmissione dati. Il concetto di LAN (ing. LAN - Local Area Network) si riferisce a sistemi hardware e software geograficamente limitati (territorialmente o di produzione) in cui diversi sistemi informatici sono interconnessi utilizzando opportuni mezzi di comunicazione.
La LAN offre la possibilità di utilizzo simultaneo di programmi e database da parte di più utenti, nonché la possibilità di interagire con altre postazioni di lavoro connesse alla rete. Attraverso una LAN, il sistema combina personal computer situati in molti luoghi di lavoro remoti che condividono apparecchiature, software e informazioni. I luoghi di lavoro dei dipendenti non sono più isolati e sono combinati in un unico sistema.
La caratteristica più importante di una LAN è la velocità di trasferimento delle informazioni. Idealmente, durante l'invio e la ricezione di dati sulla rete, il tempo di risposta dovrebbe essere quasi lo stesso che se fossero ricevuti dal PC dell'utente e non da qualsiasi altra parte della rete.. Ciò richiede il trasferimento dei dati a una velocità 10 Mbps e oltre. Le seguenti velocità sono effettivamente raggiunte:
· Cavo coassiale - 10¸ 50 Mbaud;
· Doppino intrecciato - fino a 10 Mbaud;
· Speciale twisted pair categoria 5 - fino a 100 Mbaud;
· Fibra ottica - fino a 1 Gbaud;
· Linea telefonica - da 2400 baud a 56 kbaud;
· Satellite 10.000 computer contemporaneamente e una velocità di circa 1 Mbaud.
Componenti LAN: dispositivi di rete e mezzi di comunicazione.
La LAN implementa il principio dell'organizzazione modulare, che consente di costruire reti di varie configurazioni con differenti funzionalità. I componenti principali di cui è costituita la rete sono i seguenti:
mezzo di trasmissione – cavo coassiale, cavo telefonico, doppino intrecciato, cavo in fibra ottica, radio, ecc.;
postazioni di lavoro- PC, postazione di lavoro o postazione di rete vera e propria. Se la workstation è collegata alla rete, potrebbe non richiedere né un disco rigido né dischi floppy. Tuttavia, in questo caso, è necessaria una scheda di rete, un dispositivo speciale per il download remoto sistema operativo dalla rete;
schede di interfaccia – schede di rete per organizzare l'interazione delle postazioni di lavoro con la rete;
server– computer separati con software che svolgono funzioni di controllo risorse di rete accesso pubblico;
software di rete .
Diamo un'occhiata più da vicino ad alcuni di questi componenti di rete.
Server
Una rete può avere uno o più server. Diversi server possono essere utilizzati per gestire il funzionamento della rete ( server di rete), memorizzando informazioni sotto forma di file ( file server), la ricerca e l'estrazione di informazioni da banche dati ( server di database), distribuzione delle informazioni ( server di posta ), stampa in rete ( server di stampa), ecc. I dischi del server sono accessibili da tutte le altre workstation di rete se gli utenti dispongono delle autorizzazioni appropriate.
L'interazione del server con le postazioni di lavoro avviene approssimativamente secondo lo schema seguente. Se necessario, la workstation invia una richiesta al server per eseguire un'azione: leggere dati, stampare un documento, inviare e-mail e così via. Il server esegue l'azione richiesta ed emette un riconoscimento.
Mezzo di trasmissione
I mezzi trasmittenti sono caratterizzati dalla velocità e dalla portata della trasmissione delle informazioni e dall'affidabilità.
I doppini intrecciati, i cavi coassiali e le linee in fibra ottica sono spesso utilizzati come mezzi di comunicazione in una LAN. Quando si sceglie un mezzo di trasmissione, è necessario tenere conto dei seguenti indicatori:
· velocità di trasferimento delle informazioni;
· allineare trasferimento di informazioni;
· sicurezza del trasferimento delle informazioni;
· affidabilità della trasmissione delle informazioni ;
· il costo di installazione e funzionamento.
L'adempimento simultaneo dei requisiti per il mezzo di trasmissione è un compito difficile. Così, ad esempio, un'elevata velocità di trasferimento dei dati è spesso limitata dalla distanza massima consentita per un trasferimento affidabile dei dati, pur garantendo il necessario livello di protezione dei dati trasmessi. Il costo dei mezzi di comunicazione influisce sulla possibilità di costruire ed espandere la rete.
Consideriamo più in dettaglio le proprietà di alcuni mezzi di trasmissione.
doppino
Due conduttori intrecciati connessione via cavo(twisted pair), il più economico tra i mezzi trasmissivi. Consente di trasferire informazioni a velocità fino a 10 Mbps, facile da espandere, bassa immunità al rumore. La lunghezza del cavo non supera i 1000 m con una velocità di trasmissione di 1 Mbps. Per aumentare l'immunità al rumore delle informazioni, viene utilizzato un doppino intrecciato schermato, posto in una guaina simile allo schermo di un cavo coassiale. Il prezzo di una tale coppia è vicino al prezzo di un cavo coassiale.
Cavo coassiale
Il cavo coassiale viene utilizzato per la comunicazione su distanze fino a diversi chilometri, ha una buona immunità al rumore a un prezzo medio. La velocità di trasferimento delle informazioni va da 1 a 10 Mbps, in alcuni casi raggiunge i 50 Mbps. Il cavo coassiale può essere utilizzato per la trasmissione di informazioni a banda larga.
Cavo coassiale a banda larga.
Tale cavo coassiale è debolmente suscettibile alle interferenze, facile da costruire, ma ha un prezzo elevato. La velocità di trasferimento dati raggiunge i 500 Mbps. Per trasmettere informazioni su una distanza superiore a 1,5 km nella banda base, è necessario ripetitore(amplificatore), mentre la distanza di trasmissione stabile è aumentata a 10 km. Per una LAN con topologia a bus o ad albero, il cavo deve avere un Terminatore (resistenza di terminazione).
Cavo Ethernet
Ethernet spessa
Cavo coassiale con un'impedenza d'onda di 50 ohm (Ethernet spessa. o cavo giallo (cavo giallo)). Utilizza un interruttore standard a 15 pin. La distanza di trasmissione massima consentita senza ripetitore non supera i 500 me la lunghezza totale della rete Ethernet è di 3000 m La tecnologia Thick Ethernet, a causa della topologia della dorsale, utilizza un solo terminatore all'estremità. In termini di immunità al rumore, è un'alternativa costosa al cavo coassiale convenzionale.
Ethernet sottile
Cavo coassiale con impedenza di 50 ohm (thin Ethernet) e data rate di 10 7 bps, più economico di thick Ethernet.
Le LAN con cavo Ethernet sottile sono a basso costo, richiedono una scalabilità minima e non necessitano di schermatura aggiuntiva. Il cavo è collegato alle schede di rete delle postazioni di lavoro mediante connettori a T ( connettori a T ) con connettori a baionetta compatti (CP-50). Quando si collegano segmenti Ethernet sottili, sono necessari ripetitori. La distanza tra le postazioni senza ripetitori non può superare i 300 m, e la lunghezza totale della rete non può superare i 1000 m.
Cavo in fibra ottica
Il mezzo di trasmissione più costoso per una LAN è il cavo in fibra ottica, chiamato anche cavo in fibra di vetro. La velocità di trasferimento delle informazioni attraverso di essa raggiunge diversi gigabit al secondo con una lunghezza consentita di oltre 50 km. L'immunità al rumore di un cavo in fibra ottica è molto elevata, pertanto, le LAN basate su di esso vengono utilizzate dove si verificano interferenze elettromagnetiche e le informazioni devono essere trasmesse a lunghe distanze senza l'uso di ripetitori. Le reti sono resistenti alle intercettazioni perché la tecnica di ramificazione nei cavi in fibra ottica è molto complessa. Tipicamente, le LAN basate su cavi in fibra ottica sono costruite su una topologia a stella.
Le caratteristiche dei mezzi di trasmissione tipici sono riportate nella tabella.
| Indicatori | Mezzo di trasmissione |
||
| doppino | Cavo coassiale | Cavo in fibra ottica |
|
| Prezzo | Basso | medio | alto |
| Edificio | Molto semplice | problematico | problematico |
| Ascolta la protezione | Cattivo | Bene | Molto bene |
| messa a terra | NO | Necessario | NO |
| Immunità alle interferenze | Basso | alto | Molto alto |
Topologia dell'IVS
Topologia, ad es. Configurazione della connessione LAN attira più attenzione rispetto ad altre caratteristiche della rete. Ciò è dovuto al fatto che è la topologia che determina in gran parte le proprietà più importanti della rete, come, ad esempio, l'affidabilità e le prestazioni.
Esistono diversi approcci alla classificazione delle topologie LAN. Secondo uno di essi, le configurazioni di rete locale sono suddivise in due classi principali: trasmissione E consecutivo .
IN trasmissione configurazioni, ogni PC trasmette segnali che possono essere percepiti da altri PC. Tali configurazioni includono un bus comune, un albero (che collega diversi bus comuni utilizzando ripetitori), una stella con un centro passivo. Il vantaggio di questa classe di configurazioni è la facilità di collegamento in rete.
IN successivi configurazioni, ogni sottolivello fisico trasmette le informazioni a un solo PC. Tali configurazioni includono una stella con un centro intellettuale, un anello, una connessione gerarchica, un fiocco di neve. Il vantaggio principale è la semplicità dell'implementazione software della connessione.
Per prevenire collisioni nella trasmissione di informazioni, viene spesso utilizzato metodo di separazione temporanea , secondo il quale ciascuno connesso postazione di lavoro v certi momenti tempo, viene concesso il diritto esclusivo di utilizzare il canale di trasmissione delle informazioni. Pertanto, i requisiti per la larghezza di banda della rete sotto carico maggiore, ad es. con l'introduzione di nuove postazioni di lavoro, si riducono.
Diverse topologie implementano differenti principi del trasferimento delle informazioni . In trasmissione selezione delle informazioni, in successive instradamento delle informazioni.
In una LAN a banda larga, le postazioni di lavoro ricevono una frequenza sulla quale possono inviare e ricevere informazioni. I dati trasmessi vengono modulati sulle rispettive frequenze portanti. La tecnologia delle comunicazioni a banda larga consente di trasportare simultaneamente una quantità abbastanza grande di informazioni in un mezzo di comunicazione.
Topologia a stella .
Topologia di rete nella forma stelle con centro attivo ereditato dalla zona mainframe , dove la macchina host riceve ed elabora tutti i dati dai dispositivi terminali come un nodo di elaborazione dati attivo. Tutte le informazioni tra le postazioni di lavoro periferiche passano attraverso il nodo centrale della rete di computer.
Larghezza di banda rete è determinata dalla potenza di calcolo del nodo centrale ed è garantita per ogni postazione di lavoro. Collisioni, ad es. Non ci sono collisioni nel trasferimento dei dati.
Il cablaggio della topologia è relativamente semplice in quanto ogni postazione di lavoro è collegata a un sito centrale, tuttavia il costo della posa delle linee di comunicazione è elevato, specialmente quando il sito centrale non è geograficamente situato al centro della topologia.
Quando si espande la LAN, è impossibile utilizzare collegamenti via cavo precedentemente realizzati: è necessario posare un cavo separato alla nuova postazione di lavoro dal nodo centrale della rete.
Topologia a stella con buone prestazioni del nodo centrale è una delle topologie più veloci LAN, poiché il trasferimento delle informazioni tra postazioni di lavoro avviene su linee dedicate utilizzate solo da queste postazioni. La frequenza delle richieste di trasferimento delle informazioni da una stazione all'altra è bassa rispetto ad altre topologie.
Fig 1. Topologia a stella
Le prestazioni di una LAN con topologia a stella sono determinate principalmente dai parametri del nodo centrale, che funge da server di rete. Può essere un collo di bottiglia della rete. Se il nodo centrale si guasta, il funzionamento della rete nel suo insieme viene interrotto.
In una LAN con un nodo di controllo centrale, è possibile implementare un meccanismo ottimale per la protezione dall'accesso non autorizzato alle informazioni.
Topologia ad anello.
In una topologia di rete ad anello, le workstation LAN sono interconnesse in cerchio. L'ultima postazione di lavoro è collegata alla prima, ad es. legame di comunicazione si chiude ad anello.
La posa di linee di comunicazione tra postazioni di lavoro può essere piuttosto costosa, soprattutto se le postazioni di lavoro sono geograficamente dislocate lontano dall'anello principale.
I messaggi nell'anello LAN circolano in cerchio. La stazione di lavoro invia informazioni a un determinato indirizzo dopo aver ricevuto una richiesta dall'anello. Il trasferimento delle informazioni risulta essere abbastanza efficiente, poiché i messaggi possono essere inviati uno dopo l'altro. Quindi, ad esempio, puoi effettuare una richiesta di squillo a tutte le stazioni. La durata del trasferimento delle informazioni aumenta in proporzione al numero di postazioni incluse nella LAN.
Riso. 2. Topologia ad anello
Il problema principale della topologia ad anello è che ogni postazione di lavoro deve partecipare alla trasmissione delle informazioni e, se almeno una di esse si guasta, l'intera rete è paralizzata. I guasti nel sistema di cavi sono facilmente localizzabili.
L'estensione di una rete con una topologia ad anello richiede che la rete venga arrestata perché l'anello deve essere interrotto. Non ci sono restrizioni speciali sulla dimensione della LAN.
Una forma speciale di topologia ad anello è anello logico .
Fisicamente, è montato come connessione di topologie a stella. Le singole stelle vengono accese con l'ausilio di interruttori speciali (ing. Hub - concentratore), che in russo a volte viene anche chiamato "hub". A seconda del numero di postazioni di lavoro e della lunghezza del cavo tra le postazioni di lavoro, vengono utilizzati hub attivi o passivi. Gli hub attivi contengono inoltre un amplificatore per il collegamento da 4 a 16 postazioni di lavoro. L'hub passivo è esclusivamente un dispositivo di diramazione (per un massimo di tre postazioni di lavoro). La gestione di una singola postazione in un anello logico è la stessa che in un anello normale. Ad ogni postazione è assegnato un indirizzo ad essa corrispondente, al quale viene trasferito il controllo (dalla più vecchia alla più giovane e dalla più giovane alla più vecchia). La disconnessione avviene solo per il nodo a valle (più vicino) della rete di computer, in modo che solo in rari casi il funzionamento dell'intera rete possa essere interrotto.
Topologia del bus
In una LAN con topologia a bus, il principale mezzo trasmissivo ( pneumatico) – comune a tutte le postazioni di lavoro. Il funzionamento della LAN non dipende dallo stato di una singola postazione, ovvero le postazioni di lavoro possono essere collegate al bus o disconnesse da esso in qualsiasi momento senza disturbare l'intera rete.
Riso. 3. Topologia del bus
Tuttavia, dentro la rete più semplice Ethernet con una topologia a bus utilizza un cavo Ethernet sottile con un connettore a T come mezzo di trasmissione ( T -connettore), quindi l'espansione di una tale rete richiede un'interruzione del bus, che porta all'interruzione della rete. Le soluzioni più costose comportano invece l'installazione T - connettori di scatole di derivazione passive.
Poiché l'espansione di una LAN con una topologia a bus può essere eseguita senza interrompere i processi di rete e interrompere l'ambiente di comunicazione, la rimozione delle informazioni dalla LAN e, di conseguenza, l'ascolto delle informazioni viene eseguita abbastanza facilmente, per cui il la sicurezza di una tale LAN è bassa.
Le caratteristiche delle topologie delle reti di computer sono riportate nella tabella.
| Caratteristica | Topologia |
||
| Stella | Squillo | Pneumatico |
|
| Prezzo estensioni | Basso | medio | medio |
| Unire gli abbonati | passivo | Attivo | passivo |
| Difesa da rimbalzo | Basso | Basso | alto |
| Ascolta la protezione | Bene | Bene | Cattivo |
| Comportamento in alto | Bene | Cattivo | Cattivo |
| Lavora in tempo reale | Bene | Bene | Cattivo |
| Cablaggio cavo | Bene | Cattivo | Bene |
Topologia ad albero.
È formato da varie combinazioni delle topologie LAN discusse sopra. La base dell'albero (radice) si trova nel punto in cui si riuniscono le linee di comunicazione (rami dell'albero).
Le reti con una struttura ad albero vengono utilizzate dove non è possibile applicare direttamente le strutture di rete di base. Per connettere le postazioni di lavoro, i dispositivi chiamati concentratori .
Esistono due tipi di tali dispositivi. Vengono chiamati i dispositivi ai quali possono essere collegate al massimo tre stazioni hub passivi. Per connettere più dispositivi, è necessario hub attivi con amplificazione del segnale.
Tipi costruire una LAN modalità di trasferimento delle informazioni.
Rete Token Ring
Questo standard è stato sviluppato da IBM. Come mezzo di trasmissione viene utilizzato un doppino intrecciato non schermato o schermato o una fibra ottica. Velocità di trasferimento dati da 4 Mbps a 16 Mbps. COME metodo di controllo degli accessi postazioni di lavoro al mezzo trasmissivo utilizzato anello marcatore (Token Ring). Le principali disposizioni del metodo:
¨ Topologia ad anello LAN;
¨ la postazione può trasmettere i dati solo dopo aver ricevuto il token, ovvero permesso di trasferire informazioni;
¨ in qualsiasi momento, solo una stazione della rete ha questo diritto.
To LAN To k e n Ring utilizza tre tipi principali di pacchetti:
¨ controllo pacchetti/dati (frame dati/comandi);
¨ marcatore (Token);
¨ reimpostare il pacchetto (Abort).
Pacchetto controllo/dati . Con l'aiuto di un tale pacchetto, vengono trasmessi dati o comandi di controllo della rete.
Marcatore.La stazione può iniziare a trasmettere dati solo dopo aver ricevuto tale pacchetto. Può esserci un solo marcatore nell'anello e, di conseguenza, solo una stazione autorizzata a trasmettere dati.
Reimposta pacchetto.L'invio di un tale pacchetto provoca l'interruzione della trasmissione delle informazioni.
Token di rete n Ring consente ai computer di essere collegati in una topologia a stella.
Rete locale Arknet.
Arknet (Attached Resource Computer NETWork) è un'architettura LAN semplice, economica, affidabile e flessibile. Sviluppato da Datapoint Corporation nel 1977. Successivamente, la licenza per Arcnet è stata acquisita da SMS Corporation (Standard Microsystem Corporation), che è diventata il principale sviluppatore e produttore di apparecchiature per reti Arcnet. Come mezzo di trasmissione vengono utilizzati doppino intrecciato, cavo coassiale da 93 ohm e cavo in fibra ottica. La velocità di trasferimento dati è di 2,5 Mbps. Quando si collegano i dispositivi in applicare topologie a bus ea stella. Metodo di controllo degli accessi stazioni al mezzo trasmissivo - pneumatico marcatore (Autobus a gettoni). Il metodo include le seguenti regole:
¨ i dispositivi connessi alla rete possono trasmettere dati solo se ricevono il permesso di trasmettere (token);
¨ in un dato momento, solo una stazione della rete ha questo diritto;
Principi di lavoro
Il trasferimento di ogni byte in Arcnet viene effettuato mediante l'invio di un ISU (Information Symbol Unit - unità di trasferimento delle informazioni), costituito da tre bit di avvio/arresto del servizio e otto bit di dati. All'inizio di ogni pacchetto viene trasmesso il delimitatore iniziale AB (Alegt Burst), costituito da sei bit di servizio. Il delimitatore di inizio funge da preambolo del pacchetto.
Arcnet definisce 5 tipi di pacchetti:
1. Pacchetto ITT(Informazioni da trasmettere) - un invito a trasmettere. Questo messaggio trasferisce il controllo da un nodo di rete a un altro. La stazione che ha ricevuto il pacchetto ITT , acquisisce il diritto alla portabilità dei dati.
2. Pacchetto FBE(Richieste Buffeg gratuite) - una richiesta di disponibilità a ricevere dati. Questo pacchetto verifica la disponibilità del nodo a ricevere dati.
3. pacchetto dati.Questo messaggio viene utilizzato per trasferire i dati.
4. ASK pacchetto (RINGRAZIAMENTI) - conferma di ricezione. Conferma di disponibilità a ricevere dati o conferma di ricezione di un pacchetto di dati senza errori, ad es. risposta a FBE e pacchetto dati.
5. Pacchetto NAK(Riconoscimenti Negativi) riluttanza a ricevere. Nodo non pronto a ricevere dati in risposta a FBE o a ricevere un pacchetto con un errore.
LAN ethernet
La specifica Ethernet è stata proposta da Xerox alla fine degli anni settanta. Successivamente, Digital Equipment Corporation (DEC) e Intel hanno aderito a questo progetto. Nel 1982 è stata pubblicata la specifica per Ethernet versione 2.0. Basato su Ethernet, è stato sviluppato lo standard IEEE 802.3.
Principi base del lavoro
¨ topologia bus a livello logico;
¨ tutti i dispositivi connessi alla rete sono uguali, ovvero qualsiasi stazione può iniziare la trasmissione in qualsiasi momento (se il mezzo di trasmissione è libero);
¨ i dati trasmessi da una stazione sono disponibili per tutte le stazioni della rete.
