| §4.1 Lokalt och globalt dator nätverk
Nyckelord:
Meddelande
länk
datornätverk
informationsöverföringshastighet
det lokala nätverket
globalt nätverk
Tidigare har vi redan sagt det kommunikation är en av de viktigaste informationsprocesser . Information överförs från källan till mottagaren i form av någon sekvens av signaler, symboler, tecken. Till exempel, under en direkt konversation mellan människor, överförs ljudsignaler - tal; när man läser en text uppfattar en person grafiska symboler - bokstäver. Den överförda sekvensen av signaler, symboler, tecken kallas ett meddelande.
En kommunikationskanal (överföring av information) är ett system tekniska medel och ett signalutbredningsmedium för att sända meddelanden från en källa till en mottagare. När människor kommunicerar direkt överförs information med hjälp av ljudvågor, när man pratar i telefon - med hjälp av akustiska och elektriska signaler fördelat över kommunikationslinjer, vid läsning - med hjälp av ljusvågor.
Varje transformation av information som kommer från en källa till en form som är lämplig för dess överföring över en kommunikationskanal kallas kodning. För närvarande används digital kommunikation i stor utsträckning, när den överförda informationen omvandlas till en binär kod.
Otillräcklig teknisk kvalitet kommunikationskanaler och några andra orsaker kan leda till förvrängning av den överförda signalen och förlust av information. För att undvika sådana situationer görs koden som sänds över kommunikationslinjen redundant. På grund av detta kan förlusten av någon del av informationen under överföringen kompenseras. Dessutom i moderna system digital kommunikation, alla meddelanden är uppdelade i delar (paket, block). För varje block beräknas en kontrollsumma (summan av binära siffror), som sänds tillsammans med detta block. Vid mottagningsplatsen omräknas kontrollsumman för det mottagna blocket, och om det inte stämmer överens med det ursprungliga beloppet, upprepas sändningen av detta block.
I århundraden har mänskligheten använt posttjänster för att överföra brev; under andra hälften av 1800-talet uppfanns ljudöverföringsteknik (telefon); Sedan 1930-talet har telefax använts för att överföra bilder. Nuförtiden, för överföring av texter, bilder, ljud och många andra typer av information, dator nätverk- två eller flera datorer sammankopplade med informationsöverföringsledningar. Med tillkomsten av datornätverk blev det möjligt att skicka ett brev som kommer snabbare än ett telegram, få svar, ta reda på de senaste nyheterna, prata med en vän som sitter vid en dator hundratals kilometer bort, som om han var i nästa rum, boka en flygbiljett eller ett rum på hotellet, ladda ner önskat program, ringsignal eller film.
En viktig egenskap hos ett datornätverk är informationsöverföringshastighet, eller kanalbandbredd. Detta värde definieras som mängden information i bitar per sekund (bps) och i härledda enheter: kilobits per sekund (1 Kbps = 1000 bps), megabits per sekund (1 Mbps = 1000 Kbps), gigabits per sekund (1 Gbps = 1000 Mbps).
Skilja mellan lokala och globala datornätverk.
Ett lokalt datornätverk förenar datorer installerade i ett rum (till exempel en skoldatorklass) eller i en byggnad (till exempel kan alla datorer som finns i en skolbyggnad kombineras till ett lokalt nätverk). Ett lokalt nätverk tillåter användare att dela åtkomst till datorresurser, såväl som till kringutrustning (skrivare, skannrar, diskar, modem, etc.) som är anslutna till nätverket.
Lokala nätverk är peer-to-peer och dedikerad server.
I små lokala nätverk är alla datorer lika, det vill säga var och en av dem kan använda den andras resurser. Användare bestämmer självständigt vilka resurser på sin dator (filer, mappar, diskar) som ska göras tillgängliga för hela nätverket. Sådana nätverk kallas peer-to-peer.
I nätverk med ett stort antal användare är det inte önskvärt att alla har tillgång till alla datorer i nätverket. När man kombinerar fler än 10 datorer är det lämpligt att tilldela det mesta kraftfull dator- server (engelsk server - servering). På serverns hårddisk placeras filer (data och program) som nås av andra nätverksdatorer - klienter. Dessutom kan alla nätverksanvändare ha tillgång till kringutrustning ansluten till servern (till exempel en skrivare eller skanner).
Varje dator som är ansluten till det lokala nätverket måste ha ett speciellt kort - nätverksadapter. Dess funktion är sändning och mottagning av signaler som sprids genom kommunikationskanaler.
Anslutningen av datorer (deras nätverkskort) till det lokala nätverket utförs med hjälp av olika typer kablar (tvinnat par, optisk fiber - Fig. 4.1) eller via trådlösa kanaler (som Wi-Fi).
Ris. 4.1. Kablar:
tvinnat par och fiber
Ett tvinnat par är två isolerade koppartråd vridit den ena i förhållande till den andra. Denna vridning av ledningarna minskar effekten av störningar på signalerna som sänds över denna kabel. En tvinnad anslutning består av flera tvinnade par (2 eller 4) täckta med en plastmantel. Dataöverföringshastighet - från 10 Mbps till 1000 Mbps.
Fiberoptisk kabel överför ljus genom glasfiber. Denna typ av anslutning ger en mycket hög överföringshastighet, kanalens längd är hundratals och tusentals kilometer, och den är absolut inte utsatt för elektromagnetisk störning. Dataöverföringshastighet - från 100 Mbps till 10 Gbps.
Trådlös wifi-anslutning ger dataöverföringshastigheter på upp till 300 Mbps.
Lokala nätverk, som förenar dussintals datorer i ett litet område, ger inte gemensam tillgång till information till användare som befinner sig på ett avsevärt avstånd från varandra (till exempel i olika bosättningar).
globalt datornätverkär ett system av sammankopplade datorer placerade på ett godtyckligt långt borta från varandra (till exempel i olika länder och på olika kontinenter).
Exempel på globala datornätverk är regionala och företagsnätverk. Regionala datornätverk tillhandahåller en sammanslutning av datorer inom samma region (stad, region, region, land). Företagsdatornätverk skapas för att säkerställa verksamheten i olika typer av företagsstrukturer som har territoriellt avlägsna divisioner (till exempel banker med sina filialer).
Det mest kända och mest omfattande globala datornätverket är Internet. Detta nätverk förenar många lokala, regionala och företagsnätverk, såväl som datorer för enskilda användare, distribuerade över hela världen.
Grunden för alla globala datornätverk är datorer noder och kommunikationskanaler.
En nod är en kraftfull dator som är permanent ansluten till nätverket. Prenumeranter är anslutna till datornätverksnoder - personliga datorer användare eller lokala nätverk.
En mängd olika fysiska kanaler används för dataöverföring i globala nätverk: elektrisk kabel; radiokommunikation genom repeatrar och kommunikationssatelliter; infraröda strålar (som i TV-fjärrkontroller fjärrkontroll); modern fiberoptisk kabel; konventionella telefonnät.
En organisation som ger användare en anslutning till det globala nätverket via sina datorer kallas leverantör(engelsk leverantör - leverantör) av nättjänster.
Uppgift. Dataöverföringshastigheten genom någon anslutning är 128 000 bps. Hur lång tid (i sekunder) tar det att överföra en 625 KB-fil via den här anslutningen?
Datornätverk- dessa är två eller flera datorer sammankopplade med informationsöverföringsledningar.
lokala datornätverk kombinerar datorer installerade i samma rum eller byggnad och ger användarna möjlighet att dela åtkomst till datorresurser, såväl som till kringutrustning som är ansluten till nätverket. Lokala nätverk är peer-to-peer och med en dedikerad server.
globalt datornätverk- detta är en uppsättning sammankopplade datorer placerade på ett godtyckligt stort avstånd från varandra (till exempel i olika länder och på olika kontinenter).
1. Bekanta dig med presentationsmaterialet för stycket som finns i det elektroniska tillägget till läroboken. Vad kan du säga om formerna för presentation av information i presentationen och i läroboken? Vilka bilder skulle du vilja lägga till i din presentation?
2. Hur förstår du innebörden av frasen: "Möjligheten att överföra kunskap, information är grunden för utvecklingen av hela samhället som helhet och varje person individuellt"? Diskutera denna fråga i en grupp.
3. Sedan urminnes tider har människor utbytt information på olika sätt, underrättat om fara eller överfört viktig och brådskande information. Förbered en kort rapport om ett av de tidigare använda sätten att överföra information.
4. Vad är ett datornätverk?
5. Vad är en kommunikationskanal? Hur bestäms bandbredden för en kommunikationskanal?
6. Hur fungerar ett peer-to-peer LAN?
7. Hur fungerar ett lokalt nätverk med en dedikerad server?
8. Vilken typ av lokalt nätverk är installerat i din datorklass? Vilka funktioner utför den?
9. Vilka nätverk kallas globala? Ge exempel på sådana nätverk.
10. Vilka kommunikationskanaler används för dataöverföring i globala datornät?
11. Dataöverföringshastigheten över en viss kommunikationskanal är 512 000 bps. Att överföra en fil över den här kanalen tar 16 sekunder. Bestäm storleken på filen i kilobyte.
12. Ta reda på namnen på nättjänstleverantörer i ditt område.
13. Bygg en graf över samband som kopplar samman begreppen som diskuteras i detta stycke.
Ett lokalt nätverk kan betraktas som en anslutning av två eller flera enheter som använder en kabel, radiovågor eller optiska signaler, vilket gör det möjligt att utbyta data mellan dem. Enheter som är placerade i samma rum eller byggnad och sammankopplade kallas ett lokalt datornätverk (LAN - Local Area Network). Antalet enheter som är anslutna till ett sådant nätverk begränsas av kapaciteten hos kabelsystemet och nätverksutrustningen som används.
Anslutningen mellan enheter kan vara direkt eller med hjälp av ytterligare kommunikationsnoder.
Nätverk är ryggraden informationsstrukturer, bestående av logiska och fysiska lager eller komponenter, vars huvudsakliga syfte är utbyte av information.
Det fysiska lagret representeras av nätverkskomponenter som tillhandahåller en fysisk anslutning mellan datorer. Dessa komponenter är vanligtvis: nätverksgränssnitt ( LAN-kort eller nätverksadapterkort, standard- eller utökad kommunikation eller parallellport eller multiport-kort), nätverksdataöverföringsmedium (koaxialkabel, tvåtråds s.k. twisted pair eller fiberoptik) och nodelement (routrar, koncentratorer, repeatrar (repeaters, hubbar) (hub )), switchar (switch)) och ändelement (terminatorer, kontakter, kontakter, pluggar).
För närvarande finns det en tydlig strukturering av nätverk till lokala och globala, processen att integrera det första i det andra, där nätverk med flera hundra datorer fortfarande anses vara lokala och globala har tiotusentals anslutna datorsystem. Informationsväxlingshastigheten når 200 Mbps, och 10 Mbps anses vara den grundläggande initiala och lågkostnadskonfigurationen. Nu tillåter datornätverk inte bara att överföra eller ta emot information i bokstavlig mening av detta koncept, utan tillhandahåller också en uppsättning av tjänstemöjligheter, vars lista ständigt utökas. Detta och fjärradministration, distribueras filsystem, fjärrprogramexekvering, E-post, fjärrutskrift, distribuerade databaser, system Fjärranslutning Och distribuerade system förvaltning, sökmotorer, telefonkonferenser och mer.
Enheter som används både som kontrollcenter i nätverket och som lagringsmedia kallas servrar. Om enheter är placerade relativt nära varandra och är anslutna med höghastighetsnätverksadaptrar, kallas sådana nätverk lokala nätverk. När du använder ett lokalt nätverk är enheter vanligtvis placerade i samma rum, byggnad eller i flera tätt belägna hus. Ett lokalt datornätverk, som regel, förenar inte mer än hundra datorsystem som tillhör någon struktur, och är företagsmässigt, både när det gäller dess drift och typen av systemprogramvara.
Principerna för organisation och mjukvaruprotokoll för lokala och globala datorsystem kan vara både olika och absolut lika. Därför är det omöjligt att klassificera ett nätverk som lokalt eller globalt endast på basis av typen av nätverksinteraktion och underliggande programvara.
Nettoär en grupp datorer kopplade till varandra via en kommunikationskanal. Kanalen tillhandahåller datautbyte inom nätverket (det vill säga datautbyte mellan datorer i en given grupp). Nätverket kan bestå av två eller tre datorer, eller det kan förena flera tusen datorer. Fysiskt kan datautbyte mellan datorer ske via en speciell kabel, telefonlinje, fiberoptisk kabel eller radiokanal.
Datorer i nätverket kan anslutas:
Datorer som är anslutna till ett nätverk kan utföra två funktioner: de kan vara arbetsstationer eller servrar.
Arbetsstation- det här är vilken dator som helst i nätverket som inte är en server, som regel arbetar användare bakom dem. Krav på arbetsstationer bestäms av stationens arbetsområde. Vanligtvis är huvudkraven kraven på hastighet och mängden RAM.
Servrar- det här är datorer som hanterar hela nätverket och samlar all data från arbetsstationer. Servrar kan köras in automatiskt läge- de står utan tangentbord och ibland även utan bildskärm, men i alla fall utför servrarna funktionerna nätverkshantering och datakoncentration. Nätverksadministratör- en person vars ansvar inkluderar alla frågor relaterade till installation och drift av nätverket, samt att lösa alla problem relaterade till nätverksanvändares rättigheter och möjligheter.
Vanligtvis väljs den största och kraftfullaste datorn i nätverket som server. Utvecklingen av datorteknik leder dock helt klart till en minskning av interna komponenter - datorn blir snabbare och mer ekonomisk. Därför kan servern på kort tid bli inaktuell snabbare än konventionella datorer, som inte ställs så höga krav.
Det är brukligt att skilja på lokala och globala nätverk. I huvudsak är den största skillnaden mellan dem redan tydlig från namnen, men det finns också några betydande tekniska skillnader.
Lokala nätverk(från engelska lokal - lokal) - dessa är nätverk som består av tätt belägna datorer, oftast placerade i samma rum, i samma byggnad eller i tätt belägna byggnader. Lokala datornät som täcker ett visst företag eller företag och förenar heterogena datorresurser i en enda miljö kallas företags-(från engelska corporate - corporate, general). Exempel: banknätverk, nätverk av läroanstalter.
Den viktigaste egenskapen lokala nätverkär dataöverföringshastigheten, så datorer ansluts med höghastighetsadaptrar med en dataöverföringshastighet på minst 10 Mbps. Lokala nätverk använder höghastighets digitala kommunikationslinjer. Dessutom måste lokala nätverk vara anpassningsbara och flexibla: användare måste kunna lokalisera datorer som är anslutna till nätverket där de behöver, lägga till eller flytta datorer eller andra enheter och koppla bort dem efter behov utan att störa nätverket.
Att kombinera datorer till ett enda nätverk ger nätverksanvändare nya möjligheter som är ojämförliga med kapaciteten hos enskilda datorer. Nätverket är inte ett tillägg, utan en multiplikation av kapaciteten hos enskilda datorer. Ett lokalt nätverk låter dig organisera överföringen av filer från en dator till en annan eller andra, dela dator- och hårdvaruresurser, kombinera distribuerad databehandling på flera datorer med centraliserad lagring av information och mycket mer. Med hjälp av ett lokalt datornätverk utförs den kollektiva användningen av tekniska resurser, vilket har en gynnsam effekt på användarens psykologi och beteende, inte bara på nätverket, utan också i det verkliga livet.
Topologi för lokala nätverk
Topologiär en nätverkskonfiguration, ett sätt att koppla nätverkselement (dvs datorer) till varandra. Det finns tre vanligaste sätten att ansluta datorer till ett lokalt nätverk: "stjärna", "gemensam buss" Och "ringa".
Stjärnanslutning(Figur 1). Varje dator via en speciell nätverksadapter är ansluten med en separat kabel till sammankopplingsenheten. Vid behov kan flera nätverk med stjärntopologi kombineras samtidigt som nätverkskonfigurationen förgrenas.
Fördelar: Med en stjärnanslutning är det enkelt att felsöka nätverket.
Nackdelar: Anslutningen är inte alltid tillförlitlig, eftersom fel på den centrala noden kan få nätverket att stanna.
Gemensam bussförbindelse(Fig. 2). Alla datorer i nätverket är anslutna till samma kabel; denna kabel delas av alla arbetsstationer i tur och ordning. Med denna typ av anslutning tas alla meddelanden som skickas av varje enskild dator emot av alla andra datorer i nätverket.
Fördelar: i en "gemensam buss"-topologi stoppar inte felet i enskilda datorer hela nätverket.
drivrutin för programvara fil
Brister: det är något svårare att hitta fel i kabeln och om kabeln (enkel för hela nätverket) går sönder störs driften av hela nätverket.
Ringanslutning(Fig. 3). Data överförs från en dator till en annan; samtidigt, om en dator tar emot data avsedd för en annan dator, överför den dem vidare (längs ringen).
Fördelar: lastbalansering, möjlighet och bekvämlighet med kabeldragning.
Brister: fysiska begränsningar för nätverkets totala längd.
Sammansättningen av hårdvaran och mjukvaran beror på schemat. Topologin väljs utifrån företagets behov. Om företaget upptar en flervåningsbyggnad kan systemet tillämpas i det "snöflinga"(Fig. 4), som har filservrar för olika arbetsgrupper och en central server för hela företaget.
3.5. Lokala nätverk
Lokalt nätverk (LAN) kallas den gemensamma anslutningen av flera separata datorer till en enda dataöverföringskanal. Begreppet LAN (eng. LAN - Local Area Network) syftar på geografiskt begränsade (territoriellt eller produktionsmässigt) hård- och mjukvarusystem där flera datorsystem är sammankopplade med hjälp av lämpliga kommunikationsmedel.
LAN ger möjlighet till samtidig användning av program och databaser av flera användare, samt möjlighet att interagera med andra arbetsstationer anslutna till nätverket. Via ett LAN kombinerar systemet persondatorer placerade på många avlägsna arbetsplatser som delar utrustning, programvara och information. De anställdas arbetsplatser är inte längre isolerade och kombineras till ett enda system.
Den viktigaste egenskapen hos ett LAN är hastigheten på informationsöverföringen. Idealiskt, när du skickar och tar emot data över nätverket, bör svarstiden vara nästan densamma som om de togs emot från användarens dator och inte från någon annanstans i nätverket.. Detta kräver dataöverföring med en hastighet 10 Mbps och över. Följande hastigheter uppnås faktiskt:
· Koaxialkabel - 10¸ 50 Mbaud;
· Tvinnat par - upp till 10 Mbaud;
· Specialtvinnade par kategori 5 - upp till 100 Mbaud;
· Optisk fiber - upp till 1 Gbaud;
· Telefonlinje - från 2400 baud till 56 kbaud;
· Satellit 10 000 datorer samtidigt och en hastighet på cirka 1 Mbaud.
LAN-komponenter: nätverksenheter och kommunikationsmedel.
LAN implementerar principen om modulär organisation, vilket gör att du kan bygga nätverk av olika konfigurationer med olika funktionalitet. Huvudkomponenterna som nätverket är uppbyggt av är följande:
överföringsmedium – koaxialkabel, telefonkabel, tvinnat par, fiberoptisk kabel, radio, etc.;
arbetsstationer- PC, arbetsstation eller faktisk nätverksstation. Om arbetsstationen är ansluten till nätverket kanske den inte kräver vare sig en hårddisk eller disketter. Men i det här fallet behöver du en nätverksadapter - en speciell enhet för fjärrnedladdning operativ system från nätverket;
gränssnittskort – nätverkskort för att organisera interaktionen mellan arbetsstationer och nätverket;
servrar– separata datorer med programvara som utför kontrollfunktioner nätverksresurser allmänhetens tillgång;
nätverksprogramvara .
Låt oss ta en närmare titt på några av dessa nätverkskomponenter.
Servrar
Ett nätverk kan ha en eller flera servrar. Olika servrar kan användas för att hantera driften av nätverket ( nätverksservrar), lagra information i form av filer ( filservrar), söka och extrahera information från databaser ( databasservrar), informationsdistribution ( e-postservrar ), nätverksutskrift ( skrivarservrar), etc. Serverdiskar är tillgängliga från alla andra nätverksarbetsstationer om användarna har rätt behörighet.
Interaktionen mellan servern och arbetsstationerna sker ungefär enligt följande schema. Vid behov skickar arbetsstationen en begäran till servern om att utföra någon åtgärd: läsa data, skriva ut ett dokument, skicka e-post och så vidare. Servern utför den begärda åtgärden och utfärdar en bekräftelse.
Överföringsmedium
Sändande media kännetecknas av hastigheten och omfånget av informationsöverföring och tillförlitlighet.
Twisted pair, koaxialkabel, fiberoptiska linjer används oftast som kommunikationsmedel i ett LAN. När du väljer ett överföringsmedium måste följande indikatorer beaktas:
· informationsöverföringshastighet;
· räckvidd överföring av information;
· säkerhet för informationsöverföring;
· informationsöverföringens tillförlitlighet ;
· kostnaden för installation och drift.
Att samtidigt uppfylla kraven på överföringsmediet är en svår uppgift. Så till exempel begränsas en hög dataöverföringshastighet ofta av det maximalt tillåtna avståndet för tillförlitlig dataöverföring, samtidigt som den nödvändiga skyddsnivån för de överförda data säkerställs. Kostnaden för kommunikationsmedel påverkar möjligheten att bygga och bygga ut nätverket.
Låt oss överväga mer i detalj egenskaperna hos vissa överföringsmedier.
tvinnat par
Vriden tvåkärnig kabelanslutning(twisted pair), den billigaste bland överföringsmedierna. Låter dig överföra information med hastigheter upp till 10 Mbps, lätt att växa, låg brusimmunitet. Kabellängden överstiger inte 1000 m vid en överföringshastighet på 1 Mbps. För att öka informationens brusimmunitet används ett skärmat tvinnat par, placerat i en mantel som liknar skärmen på en koaxialkabel. Priset för ett sådant par är nära priset på en koaxialkabel.
Koaxialkabel
Koaxialkabel används för kommunikation över avstånd på upp till flera kilometer, har bra brusimmunitet till ett genomsnittligt pris. Informationsöverföringshastigheten är från 1 till 10 Mbps, i vissa fall når den 50 Mbps. Koaxialkabel kan användas för bredbandsöverföring av information.
Bredbandskoaxialkabel.
En sådan koaxialkabel är svagt mottaglig för störningar, lätt att bygga, men har ett högt pris. Dataöverföringshastigheten når 500 Mbps. För att överföra information över ett avstånd på mer än 1,5 km i basbandet är det nödvändigt repeater(förstärkare), medan avståndet för stabil transmission ökas till 10 km. För ett LAN med en buss- eller trädtopologi måste kabeln ha en Terminator (avslutningsmotstånd).
Ethernet - kabel
Tjockt Ethernet
Koaxialkabel med en vågimpedans på 50 ohm (tjock Ethernet. eller gul kabel (gul kabel)). Använder en 15-stifts standardbrytare. Det maximala tillåtna överföringsavståndet utan repeater överstiger inte 500 m, och den totala längden på Ethernet-nätverket är 3000 m. Tjockt Ethernet, på grund av stamnätstopologin, använder endast en terminator i slutet. När det gäller brusimmunitet är det ett dyrt alternativ till konventionell koaxialkabel.
Smal Ethernet
Koaxialkabel med impedans på 50 ohm (tunt Ethernet) och datahastighet på 10 7 bps, billigare än tjockt Ethernet.
LAN med tunn Ethernet-kabel är låg kostnad, kräver minimal skalbarhet och kräver ingen ytterligare skärmning. Kabeln är ansluten till nätverkskorten på arbetsstationer med hjälp av tee-kontakter ( T-kontakter ) med kompakta bajonettkopplingar (CP-50). Vid anslutning av tunna Ethernet-segment krävs repeaters. Avståndet mellan arbetsstationer utan repeatrar får inte överstiga 300 m, och nätverkets totala längd får inte överstiga 1000 m.
Fiberoptisk kabel
Det dyraste överföringsmediet för ett LAN är fiberoptisk kabel, även kallad glasfiberkabel. Hastigheten för informationsöverföring genom den når flera gigabit per sekund med en tillåten längd på mer än 50 km. Brusimmuniteten för en fiberoptisk kabel är mycket hög, därför används LAN baserade på den där elektromagnetiska störningar uppstår och information måste överföras till stora avstånd utan användning av repeaters. Nätverk är resistenta mot avlyssning eftersom förgreningstekniken i fiberoptiska kablar är mycket komplex. Vanligtvis är LAN baserade på fiberoptisk kabel byggda på en stjärntopologi.
Karakteristika för typiska överföringsmedier anges i tabellen.
| Indikatorer | Överföringsmedium |
||
| tvinnat par | Koaxialkabel | Fiberoptisk kabel |
|
| Pris | låg | Medium | hög |
| Byggnad | Väldigt enkelt | problematisk | problematisk |
| Lyssningsskydd | dålig | Bra | Mycket bra |
| grundstötning | Nej | Nödvändig | Nej |
| Interferensimmunitet | Låg | hög | Väldigt högt |
Topologi för IVS
Topologi, dvs. LAN-anslutningskonfiguration drar till sig mer uppmärksamhet än andra egenskaper hos nätverket. Detta beror på det faktum att det är topologin som till stor del bestämmer nätverkets viktigaste egenskaper, som till exempel tillförlitlighet och prestanda.
Det finns olika tillvägagångssätt för klassificeringen av LAN-topologier. Enligt en av dem är lokala nätverkskonfigurationer uppdelade i två huvudklasser: utsända Och i följd .
I utsända konfigurationer sänder varje dator signaler som kan uppfattas av andra datorer. Sådana konfigurationer inkluderar en gemensam buss, ett träd (ansluter flera vanliga bussar med hjälp av repeaters), en stjärna med ett passivt centrum. Fördelen med denna klass av konfigurationer är den enkla nätverksanslutningen.
I på varandra följande konfigurationer överför varje fysiskt underlager information till endast en PC. Sådana konfigurationer inkluderar en stjärna med ett intellektuellt centrum, en ring, en hierarkisk anslutning, en snöflinga. Den största fördelen är enkelheten i mjukvaruimplementeringen av anslutningen.
För att förhindra kollisioner vid överföring av information används det oftast tillfällig separationsmetod , enligt vilken varje ansluten arbetsstation V vissa ögonblick tid beviljas ensamrätt att använda informationsöverföringskanalen. Därför är kraven på nätverksbandbredd vid ökad belastning, d.v.s. med införandet av nya arbetsstationer, minskas.
Olika topologier implementerar olika principer för informationsöverföring . I broadcast det informationsurval, i följd informationsdirigering.
I ett bredbands-LAN får arbetsstationer en frekvens som de kan skicka och ta emot information på. Den sända datan moduleras på respektive bärvågsfrekvens. Tekniken för bredbandskommunikation gör att du samtidigt kan transportera en ganska stor mängd information i ett kommunikationsmedium.
Stjärntopologi .
Nätverkstopologi i form stjärnor med ett aktivt centrum ärvt från området stordatorer , där värdmaskinen tar emot och bearbetar all data från terminalenheter som en aktiv databehandlingsnod. All information mellan perifera arbetsstationer passerar genom datornätverkets centrala nod.
Bandbredd nätverket bestäms av den centrala nodens datorkraft och garanteras för varje arbetsstation. Kollisioner, d.v.s. Det förekommer inga kollisioner i dataöverföringen.
Kabeldragningen av topologin är relativt enkel såtillvida att varje arbetsstation är ansluten till en central plats, men kostnaden för att lägga kommunikationslinjer är hög, speciellt när den centrala platsen inte är geografiskt belägen i mitten av topologin.
Vid utbyggnad av LAN är det omöjligt att använda tidigare gjorda kabelanslutningar: en separat kabel måste läggas till den nya arbetsstationen från nätverkets centrala nod.
Stjärntopologi med bra central nodprestanda är en av de snabbaste topologierna LAN, eftersom överföringen av information mellan arbetsstationer sker över dedikerade linjer som endast används av dessa arbetsstationer. Frekvensen av förfrågningar om informationsöverföring från en station till en annan är låg jämfört med andra topologier.
Fig 1. Stjärntopologi
Prestandan för ett stjärntopologi-LAN bestäms i första hand av parametrarna för den centrala noden, som fungerar som nätverksserver. Det kan vara en flaskhals i nätverket. Om den centrala noden misslyckas avbryts driften av nätverket som helhet.
I ett LAN med en central styrnod är det möjligt att implementera en optimal mekanism för att skydda mot obehörig åtkomst till information.
Ringtopologi.
I en ringnätstopologi är LAN-arbetsstationer sammankopplade i en cirkel. Den sista arbetsstationen är kopplad till den första, d.v.s. kommunikationslänk stängs i en ring.
Att lägga kommunikationslinjer mellan arbetsstationer kan vara ganska dyrt, speciellt om arbetsstationerna är geografiskt placerade långt från huvudringen.
Meddelanden i LAN-ringen cirkulerar i en cirkel. Arbetsstationen skickar information till en viss adress efter att ha fått en förfrågan från ringen. Överföringen av information visar sig vara ganska effektiv, eftersom meddelanden kan skickas en efter en. Så du kan till exempel göra en ringförfrågan till alla stationer. Varaktigheten av informationsöverföringen ökar i proportion till antalet arbetsstationer som ingår i LAN.
Ris. 2. Ringtopologi
Huvudproblemet med ringtopologi är att varje arbetsstation måste delta i överföringen av information, och om åtminstone en av dem misslyckas, förlamas hela nätverket. Fel i kabelsystemet kan lätt lokaliseras.
Att utöka ett nätverk med en ringtopologi kräver att nätverket stängs av eftersom ringen måste brytas. Det finns inga särskilda begränsningar för storleken på LAN.
En speciell form av ringtopologi är logisk ring .
Fysiskt är den monterad som en koppling av stjärntopologier. Enskilda stjärnor slås på med hjälp av speciella omkopplare (eng. Hub - koncentrator), som på ryska också ibland kallas för "hub". Beroende på antalet arbetsstationer och längden på kabeln mellan arbetsstationerna används aktiva eller passiva nav. Aktiva hubbar innehåller dessutom en förstärkare för anslutning av 4 till 16 arbetsstationer. Det passiva navet är uteslutande en förgreningsenhet (för maximalt tre arbetsstationer). Hanteringen av en enskild arbetsstation i en logisk ring är densamma som i en vanlig ring. Varje arbetsstation tilldelas en adress som motsvarar den, till vilken kontrollen överförs (från den äldsta till den yngsta och från den yngsta till den äldsta). Frånkopplingen sker endast för nedströms (närmaste) nod av datornätverket, så att endast i sällsynta fall kan driften av hela nätverket störas.
Busstopologi
I ett LAN med en busstopologi är huvudöverföringsmediet ( däck) – gemensamt för alla arbetsstationer. LAN:s funktion beror inte på tillståndet för en enskild arbetsstation, dvs. arbetsstationer kan kopplas till bussen eller kopplas bort från den när som helst utan att störa nätverket som helhet.
Ris. 3. Busstopologi
Dock i det enklaste nätverket Ethernet med en busstopologi använder en tunn Ethernet-kabel med en T-kontakt som överföringsmedium ( T -kontakt), så utbyggnaden av ett sådant nätverk kräver ett bussavbrott, vilket leder till avbrott i nätverket. Dyrare lösningar innebär att man installerar istället T - kopplingar till passiva pluggboxar.
Eftersom utbyggnaden av ett LAN med en busstopologi kan utföras utan att avbryta nätverksprocesser och bryta kommunikationsmiljön, utförs avlägsnande av information från LAN och följaktligen avlyssning av information ganska enkelt, vilket resulterar i att säkerheten för ett sådant LAN är låg.
Karakteristika för topologier för datornätverk ges i tabellen.
| Karakteristisk | Topologi |
||
| Stjärna | Ringa | Däck |
|
| Pris förlängningar | Låg | Medium | Medium |
| Gå med i prenumeranter | passiv | Aktiva | passiv |
| Försvar från studsa | Låg | Låg | hög |
| Lyssningsskydd | Bra | Bra | dålig |
| Beteende på hög nivå | Bra | dålig | dålig |
| Arbeta i realtid | Bra | Bra | dålig |
| Kabeldragning kabel | Bra | dålig | Bra |
Trädtopologi.
Den bildas av olika kombinationer av LAN-topologierna som diskuterats ovan. Trädets bas (roten) är belägen vid den punkt där kommunikationslinjer (trädgrenar) samlas.
Nätverk med trädstruktur används där det är omöjligt att direkt tillämpa de grundläggande nätverksstrukturerna. För att ansluta arbetsstationer kallas enheter koncentratorer .
Det finns två typer av sådana enheter. Enheter till vilka maximalt tre stationer kan anslutas anropas passiva nav. För att ansluta fler enheter behöver du aktiva nav med signalförstärkning.
Typer bygga ett LAN metoder för informationsöverföring.
Token Ring-nätverk
Denna standard har utvecklats av IBM. Oskärmad eller skärmad partvinnad eller optisk fiber används som överföringsmedium. Dataöverföringshastighet från 4 Mbps till 16 Mbps. Som åtkomstkontrollmetod arbetsstationer till det överföringsmedium som används markeringsring (Token Ring). De viktigaste bestämmelserna i metoden:
¨ LAN-ringtopologi;
¨ arbetsstationen kan överföra data först efter att ha tagit emot token, dvs. tillstånd att överföra information;
¨ vid varje given tidpunkt har endast en station i nätet denna rätt.
Till LAN Till k e n Ring använder tre huvudtyper av paket:
¨ paketkontroll/data (data/kommandoram);
¨ markör (token);
¨ återställ paket (Abortera).
Kontroll/Datapaket . Med hjälp av ett sådant paket överförs data eller nätverkskontrollkommandon.
Markör.Stationen kan börja sända data först efter att ha tagit emot ett sådant paket. Det kan bara finnas en markör i ringen och följaktligen endast en station med rätt att sända data.
Återställ paket.Att skicka ett sådant paket gör att överföringen av information stoppas.
Nätverk Till k e n Ring gör att datorer kan anslutas i en stjärntopologi.
Arknet lokalt nätverk.
Arknet (Attached Resource Computer NETWork) är en enkel, billig, pålitlig och flexibel LAN-arkitektur. Utvecklad av Datapoint Corporation 1977. Därefter förvärvades licensen för Arcnet av SMS Corporation (Standard Microsystem Corporation), som blev huvudutvecklare och tillverkare av utrustning för Arcnet-nätverk. Twisted pair, 93 ohm koaxialkabel och fiberoptisk kabel används som överföringsmedium. Dataöverföringshastigheten är 2,5 Mbps. När du ansluter enheter i tillämpa buss- och stjärntopologier. Tillträdeskontrollmetod stationer till överföringsmediet - markör däck (Token Bus). Metoden innehåller följande regler:
¨ enheter anslutna till nätverket kan bara överföra data om de får tillstånd att sända (token);
¨ vid varje given tidpunkt har endast en station i nätet denna rätt;
Arbetsprinciper
Överföringen av varje byte i Arcnet utförs genom att skicka en ISU (Information Symbol Unit - informationsöverföringsenhet), bestående av tre servicestart-/stoppbitar och åtta databitar. I början av varje paket sänds den initiala avgränsaren AB (Alegt Burst), som består av sex tjänstebitar. Startavgränsaren fungerar som paketets inledning.
Arcnet definierar 5 typer av paket:
1. ITT-paket(Information To Transmit) - en inbjudan att sända. Detta meddelande överför kontrollen från en nätverksnod till en annan. Stationen som tog emot paketet ITT , förvärvar rätt att överföra uppgifter.
2. FBE-paket(Free Buffeg Enquiries) - en begäran om beredskap att ta emot data. Detta paket kontrollerar nodens beredskap att ta emot data.
3. datapaket.Detta meddelande används för att överföra data.
4. ASK paket (Kvitteringar) - bekräftelse på mottagande. Bekräftelse på beredskap att ta emot data eller bekräftelse på mottagande av ett datapaket utan fel, d.v.s. svar på FBE och datapaket.
5. NAK-paket(Negativa AcKnowledgements) ovilja att ta emot. Noden är inte redo att ta emot data som svar på FBE eller tar emot ett paket med ett fel.
Ethernet LAN
Ethernet-specifikationen föreslogs av Xerox i slutet av sjuttiotalet. Senare gick Digital Equipment Corporation (DEC) och Intel med i detta projekt. 1982 publicerades specifikationen för Ethernet version 2.0. Baserat på Ethernet utvecklades standarden IEEE 802.3.
Grundläggande principer för arbetet
¨ busstopologi på logisk nivå;
¨ alla enheter som är anslutna till nätverket är lika, d.v.s. vilken station som helst kan starta sändning när som helst (om överföringsmediet är ledigt);
¨ data som sänds av en station är tillgänglig för alla stationer i nätverket.
